Методология управления новациями в проектировании региональных систем устойчивого развития

Актуальность

В настоящее время Россия столкнулась с необходимостью перехода на устойчивый инновационный путь развития, опирающийся на эффективное управление новациями.

Очевидно, что безопасность и развитие любой социальной и технической системы зависят от качества управления новациями – от того, как быстро и точно происходит мониторинг, оценка и реализация новаций, обеспечивающих наибольший вклад в рост эффективности, уровня и качества жизни в обществе.

За последние годы в России и за рубежом вышло много научных работ, посвященных проблемам управления новациями в процессе инновационного развития общества. Число только англоязычных работ по данной тематике превышает десятки тысяч. При этом большинство исследований выполнены вербально, отсутствует параметрический образ новаций, отвечающий требованиям устойчивого развития, прежде всего требованиям измеримости и соразмерности [3, 8], новация как субъект управления и объект управления записываются с использованием неустойчивых-шатких денежных мер.

Кроме того, слабо проработаны вопросы методического обеспечения мониторинга новаций с позиции требований устойчивого развития. Методы интегральной оценки новаций не согласованы с базовым принципом устойчивого развития. В силу этого невозможно провести научную экспертизу новаций в среде объектов управления – систем устойчивого развития^[1].

Можно констатировать актуальную необходимость и практическую востребованность в разработке теоретического и методологического обеспечения управления новациями на основе научной теории и методологии управления устойчивым инновационным развитием с использованием универсальных и устойчивых мер-величин [8].

Постановка проблемы

В работах Научной школы устойчивого развития [2, 3, 4, 5, 8] показано, что основным недостатком существующих подходов является отсутствие обоснованной системы мер, дающей возможность соразмерять и соизмерять разнокачественные новации с эффективностью проектируемых региональных объектов управления.

Этот недостаток порождает множество других. Среди них:

• крайняя сложность работы с разнородной информацией;

  невозможность работы в условиях неопределенности, нелинейности и рисков;

  невозможность оценки новаций по их вкладу в эффективность и устойчивость развития проектируемых региональных объектов управления.

Проблема заключается в том, что объект и предмет проектирования описывается в разнокачественных, несопоставимых мерах, которые не дают возможность соразмерить и соизмерить объект и предмет проектирования [3, 4].

Эффективность регионального объекта проектирования в рыночной экономике описывается в основном в денежных единицах (доход, рентабельность, прибыль и др.) [1], а эффективность предмета проектирования (новации) описывается в мощностных единицах (КПД, коэффициент совершенства технологий и др.) [2, 3, 4, 5].

Возникает вопрос:

«Каким образом совместить денежный язык описания объекта и мощностной язык описания предмета проектирования – новаций?»

Теоретическая и методологическая база

Известно, что формулировка законов, и прежде всего законов сохранения и изменения (движения), не должна зависеть от выбранной системы координат, от точки зрения наблюдателя [4]. В силу этого сформулированы требования со стороны постоянных аксиом-законов. К таким требованиям отнесены:

1.Требования к универсальности и устойчивости системы измерения.

Определяется системой универсальных устойчивых величин [1, 3, 8].

2.Возможность работы с разнородной информацией с соблюдением принципов соразмерности и соизмеримости [3, 8].

Под разнородной информацией понимается информация, которая представлена в понятиях естественных, технических, социальных, экономических, экологических знаний с разной размерностью. Принцип соразмерности требует наличие правила, удовлетворяющего П-теореме. Принцип соизмеримости требует соблюдения принципа соразмерности и целочисленного соотношения значений величин [7].

3.Требования к границам применимости теории:

• возможность работы с информацией в условиях неопределенности – в условиях, когда понятия не выражены в терминах универсальных устойчивых величин.
• возможность работы с информацией в условиях нелинейности – в условиях, когда три или более параметров изучаемой системы не зависимы или связаны нелинейной зависимостью [7].

В представленном списке содержится указание на необходимость работы в терминах универсальных устойчивых мер-величин, что является обязательным требованием устойчивого развития.

Для ответа на поставленный вопрос о соизмерении разнородного описания используется теория и методология проектирования устойчивого развития в системе «природа-общество-человек» с использованием измеримых величин. Фундаментальную основу исследования составили работы С.А.Подолинского, Н.А.Умова, Д.И.Менделеева, К.Э.Циолковского, В.И.Вернадского, Э.Бауэра, Р.Бартини, П.Г.Кузнецова, Г.Одума, Д.Робинсона, С.Шмидхейни, Б.Е.Большакова, О.Л.Кузнецова [1, 2, 3, 4, 5, 8].

В основе теории устойчивого развития лежат фундаментальный закон сохранения мощности (Ла Гранж, Дж.Максвелл, П.Г.Кузнецов) и его проекция на общество и социально-экономические системы – принцип сохранения развития (С.А.Подолинский, В.И.Вернадский, Э.Бауэр, П.Г.Кузнецов, Б.Е. Большаков) [3, 8].

Показано, что любая социально-экономическая система не может существовать без взаимодействия с окружающей ее природной средой и объединяет в себе два сопряженных процесса: активный поток воздействий на окружающую среду, определяющий возможности системы, и использование обществом потока ресурсов, полученного в результате этого воздействия, для удовлетворения материальных и духовных потребностей [3].

Между возможностями и потребностями социально-экономической системы существует взаимосвязь [7, 8]:

• мерой возможности является мощность на заданное время;
• мерой потребности является возросшая мощность, которой система в данное время не располагает, но которую необходимо иметь для перехода к устойчивому инновационному развитию [4, 6, 8].

Показано, что нельзя произвести ни одного продукта, товара, услуги, не затратив при этом времени и энергии или потока энергии, то есть мощности[2] [3, 4, 8].

Объясняется, что устойчивое инновационное развитие – это процесс роста возможностей удовлетворять неисчезающие потребности системы, выраженные в единицах мощности, за счет повышения качества управления и реализации новаций (перспективных идей, более совершенных технологий, прорывных проектов), обеспечивающие неубывающий темп роста эффективности использования ресурсов и больший доход, уменьшение потерь в условиях негативных внешних и внутренних воздействий [3, 4, 8].

Определение новации

Выделяются три формы новации [7]:

• Нематериализованная новация: идея, теория, метод, модель, методика, проект;
• Материализованная новация: техническое средство, технология;
• Ценности: продукт, товар, услуга (физические и духовные).

Методическое обеспечение мониторинга и оценки новаций включает:

• 1.правила проектирования регионального устойчивого инновационного развития;
• 2.правила мониторинга новаций;
• 3.правила оценки новаций.

Основные правила проектирования регионального устойчивого инновационного развития включают [7] (рис. 1.):

• 1.Правила оценки возможностей проектируемого объекта;
• 2.Правила оценки потребностей проектируемого объекта;
• 3.Правила оценки проблем регионального объекта;
• 4.Правила планирования решения проблем;
• 5.Правила реализации и контроля исполнения плана посредством мониторинга и оценки новаций.

Рис. 1. Логика проектирования 

Правила оценки возможностей проектируемого объекта

В соответствии с теорией устойчивого развития [7, 8] выделяются следующие типы возможностей:

• Потенциальная возможность;
• Реальная или технологическая возможность;
• Реализованная или экономическая возможность;
• Упущенная возможность (потери);
• Интегральная возможность.

Для оценки возможностей регионального объекта (страна, федеральный округ, область, район, муниципалитет) предложены следующие правила [6, 7, 8]:

Правила определения потенциальной возможности (N).

Потенциальная возможность определяется как суммарное потребление за определенное время t (год, квартал, месяц и т.д.) всех видов продуктов питания, топлива, электроэнергии (N_i), выраженных в единицах мощности (Вт, КВт, МВт, ГВт и т.д.):

где: 

N(t) - суммарное потребление ресурсов в единицах мощности;

N₁(t) – потребление продуктов питания в единицах мощности;

N₂(t) - потребление топлива в единицах мощности;

N₃(t) - потребление электроэнергии в единицах мощности.

Правила определения реальной или технологической возможности (Р).

Реальная возможность – это совокупный произведенный продукт[3] за время t, который определяется прямым суммированием произведений потребляемых за время tресурсов (N_i), выраженных в единицах мощности, на обобщенный коэффициент совершенства технологий (η_i):

(2) 

Обобщенный коэффициент совершенства технологий (КСТ), (η_i) – это отношение теоретического минимума затрат мощности к ее фактическому расходу на изготовление единицы j-го продукта за время t. В среднем по миру коэффициент совершенства технологий в производстве топлива и электроэнергии (для машин и технологических процессов), а также продуктов питания (для растений и животных) на начальное время t₀ равен [7][4]:

• для продуктов питания: η₁(t₀) = 0,05;
• для топлива: η₂(t₀) = 0,25;
• для электроэнергии: η₃(t₀) = 0,8.

Правила определения реализованной или экономической возможности.

Реализованная или экономическая возможность – это совокупный конечный (произведенный и реализованный) продукт за время t, который определяется произведением реальной (технологической) возможности в единицах мощности (Р) на качество планирования (ε):

             (3)

где:

Качество планирования (ε) – это доля произведённой продукции (Р) за время t, обеспеченная потребителем.

Отношение реализованной возможности к потенциальной возможности (N) определяет эффективность использования ресурсов (φ)[5]:

φ(t) = P(t)/N(t)                        (4)

Правила определения упущенной возможности (G).

Упущенная возможность – это потери мощности, которые определяются разностью между потенциальной и реализованной возможностями:

G(t) = N(t) – P(t)                      (5)

Правила определения интегральной возможности (QL).

Интегральная возможность – это социально-экономико-экологическая возможность регионального объекта, которая характеризует качество жизни (QL), выраженное в единицах мощности на человека (кВт/чел.), и определяется как прямое произведение основных социальных, экономических и экологических показателей:

q(t) = - качество окружающей природной среды.

Для оценки возможностей проектируемого объекта в денежных единицах предусмотрена специальная методика, разработанная в Научной школе устойчивого развития, в основе которой лежит система показателей: «мощность валюты», «единичная мощность валюты», «коэффициент конвертации», «реальные деньги», «номинальные деньги», «спекулятивный капитал» и другие[6] [2].

Мощность валюты – отношение годового совокупного конечного продукта (P), выраженного в единицах мощности, к годовому валовому продукту (ВП), выраженному в денежных единицах, информация о котором содержится в официальных статистических источниках [2, 7]:

                              (7)

Правила оценки потребностей проектируемого объекта

Потребность – это возросшие возможности, которыми в данное время объект не располагает, но которые необходимы для достижения целей сохранения, роста и развития, устойчивого инновационного развития [7].

Правила оценки потребностей включают:

• построение классификатора возможных типов целей (рис. 2.);
• анализ и сравнительная оценка вариантов целей;
• фиксация параметров цели (потребности).

Рис. 2. Классификатор возможных типов целей (потребностей)

Правила оценки проблем проектируемого объекта включают определение величины, состава проблем, последствий от их не решения.

Величина проблемы – разность между целевым значением (то есть потребностью) на определенное время и фактическим значением показателя (то есть возможностью) [7, 8].

Состав проблем, включает:

• 1.сохранение и увеличение темпов роста производства (Р);
• 2.уменьшение потерь мощности (G);
• 3.повышение эффективности использования энергоресурсов (φ);
• 4.повышение качества окружающей природной среды (q);
• 5.повышение уровня (U) и качества жизни (QL).

Последствия от не решения – это значения показателя при условии сохранении текущей динамики.

Правила планирования решения проблем

Сформировать план решения проблем – значит разработать сеть работ (мероприятий), необходимых и достаточных для достижения поставленной цели (удовлетворения потребностей). План – это сеть, в которой не должно быть лишних (нет потребителя) и забытых (нет источника) работ, результатом которых являются возросшие возможности. Реквизитами работ плана являются:

• 1.кто – лица, выполняющие работу;
• 2.что – содержание работы;
• 3.где – место выполнения работы;
• 4.когда – время начала и окончания работы;
• 5.как – используемая технология;
• 6.сколько – требуется времени и мощности на выполнение работы;
• 7.зачем – какой прирост возможностей будет получен в результате выполнения работы.

Реквизиты плана могут быть представлены в форме портрета работы, имеющего форму сети (рис. 3.).

а) Портрет работы б) План как сеть работ

Рис. 3. Реквизиты плана

Для реализации плана решения проблем необходимо осуществлять мониторинг и оценку новый идей, проектов, технологий (новаций), которые уменьшают величину проблем, то есть разность между потребностями и возможностями проектируемого регионального объекта.

Правила мониторинга новаций включают:

• сбор информации о новациях;
• многоуровневая фильтрация информации о новациях;
• формирование банка семантико-параметрических портретов новаций.

Правила сбора информации о новациях

Методика сбора информации о новациях предполагает поиск ответов на вопросы, формирующих семантический образ новаций:

• Цель вносимых новацией изменений.

Результатом сбора информации о новациях, где входом являются разнообразные источники, в том числе Интернет среда, является максимально заполненный семантический образ новации.

Правила многоуровневой фильтрации

Информация о новациях представляет собой словесное описание (семантический образ). Для обработки такой нечеткой информации существуют разные подходы. Как правило, они связаны с методами нечеткой логики, цель которых заключается в том, чтобы определить количественное значение выходных переменных. Как показано в работах [7, 8] при таком подходе, как правило, не обеспечивается физическая соразмерность и соизмеримость, что может приводить к искажению смысла полученных результатов. По этой причине для работы с нечеткой информацией наиболее эффективно использовать методику многоуровневой семантико-параметрической фильтрации на основе алгебры n-матриц тензорного анализа Г.Крона с установлением качественно-количественной определенности (наименование величины, LT-размерности, единиц измерения, численного значения) по определенным правилам, обеспечивающих физическую соразмерность и соизмеримость параметров новаций и региональных объектов (табл. 1.).

Табл. 1. Параметризация семантического образа новаций

Банк семантико-параметрических портретов новаций

Точное качественно-количественное описание новаций осуществляется на языке алгебры n-матриц тензорного анализа Г.Крона. Матрица (I_αβδ), характеризующая новацию, состоит из n строк (α = 1, … n – производственные процессы), m столбцов (β = 1, … m – расход энергии на производство единицы продукции с учетом существующих технологических возможностей), k слоев (δ = 1, … k – расход энергии на производство единицы продукции с учетом технологических возможностей новации).

Совокупность качественно-количественных и семантических описаний новаций представляет собой банк семантико-параметрических портретов новаций, в котором можно осуществлять поиск новаций по заданным характеристикам (в том числе нечетким).

Правилами оценки новаций предусмотрены:

• оценка стоимости новации;
• оценка вклада новации в рост эффективности использования ресурсов;
• оценка социально-экономических последствий и интегральной эффективности.

Правила оценки стоимости новации

Стоимость новации состоит из двух частей:

1.Расходы на производство новации на всех стадиях ее существования: расходы на разработку идеи, НИР, НИОКР, опытное производство, серия;

2.Расходы на реализацию новации (инновации) в производстве изделия (продукта, товара, услуги) в соответствии с планом потребления, производства и сбыта [7];

Суммарные расходы на производство и реализацию определяют себестоимость новации – S(t).

Стоимость новации может быть выражена в денежных и мощностных единицах [7].

Стоимость новации в мощностных единицах определяется как потребительная стоимость новации – S_N(t).

Стоимость новации, выраженная в денежный единицах, определяется в условиях рыночной экономики как меновая стоимость – S_M(t).

Рентабельность новации – это отношение дополнительно полученного совокупного конечного продукта, по результатам внедрения новации, к себестоимости новации:

   (8)

• Rn(t) – рентабельность новации;
• - последствия от реализации новации в терминах совокупного конечного продукта, выраженного в денежных единицах и мощности;
• S(t) – себестоимость новации;
• Рентабельность новации на стадии реализации (инновация) – это рентабельность новации без учета расходов на производство новации.

Правилами оценки вклада новаций в рост эффективности использования ресурсов предусмотрено определение эффективности использования ресурсов до и после внедрения новации. Для этого рассчитываются два параметра:

• Коэффициент технологической эффективности новации;
• Коэффициент роста эффективности использования ресурсов.
• Коэффициент технологической эффективности новации (κ) определяется:

(9)

b_ji(t) – расход энергии на производство единицы j-ой продукции в единицу времени в i-м производственном процессе с учетом существующих технологических возможностей;

g_ji(t) – расход энергии на производство единицы j-ой продукции в единицу времени в i-м производственном процессе с учетом технологических возможностей новации.

Рост эффективности использования ресурсов определяется:

, где (10)

• - эффективность использования ресурсов (технологические возможности системы) на время (t₀ + t₁)
•  - технологические возможности на начальное время t₀;
• 
  
• i – производственные процессы в управляемой системе, i = 1, 2, … n;
•  - обобщенный коэффициент совершенства технологий (КСТ) в i-м производственном процессе на начальное время t₀;
• - коэффициент технологической эффективности новации в i-м производственном процессе на время t₀;
• l_i – количество производственных объектов (предприятий) в i-м производственном процессе, на которых реализуется новация;
• m_i – общее количество производственных объектов в i-м производственном процессе;
• t₀ – начальное время (год, месяц);
• t₁ – время, необходимое для внедрения новации в i-й производственный процесс на l_i-производственных объектах.

Таким образом, коэффициент совершенства технологий (КСТ) в i-м производственном процессе (η_i) с учетом технологических возможностей новации равен произведению коэффициента технологической эффективности на фактическое значение КСТ.

Например, коэффициент технологической эффективности комбинированной силовой установки дизельного двигателя[7] по авторским расчетам равен двум (κ ≈ 2), при этом КСТ дизельного двигателя до модернизации равен η_i(t₀)= 0,3; тогда КСТ дизельного двигателя с учетом технологических возможностей новации составит: η_i(t₀+t₁)= 0,3 2 = 0,6.

Правила оценки социально-экономических последствий и интегральной эффективности

Социально-экономические последствия – это возможные изменения качества жизни в регионе как разность между одноименными параметрами качества жизни, наблюдаемые до и после реализации новации.

В качестве примера в таблице 2 представлены результаты оценки последствий от реализации рассмотренной новации в Ленинградской области, рассчитанного в следующих граничных условиях:

• Условие 1: принято, что количество производственных процессов равно двадцати четырем. Среди производственных процессов есть технологический процесс, в основном связанный с работой дизельного двигателя.
• Условие 2: каждому производственному процессу соответствует один производственный объект.
• Условие 3: начальные значения КСТ производственных процессов равны начальному значению – 0,3.
• Условие 4: экстренная модернизация (время на реализацию меньше года).

Табл. 2. Пример оценки последствий от реализации новаций[8]

Интегральная эффективность (Э) определяется отношением:

, где (11)

QL₁ – качество жизни с учетом внедрения новации;

QL₂ – качество жизни до внедрения новации.

В рассмотренном примере интегральная эффективность равна: Э(2018) = 1,57 (КВт/чел.)/1,46 (КВт/чел.) = 1,08 (рост 8% в год).

При этом рентабельность новации (себестоимость в 1,4 млрд. руб. при условии равенства расходов на производство и реализацию новации) составит:

рентабельность новации – 1,3;

рентабельность новации на стадии реализации без учета расходов на производство новации – 2,57.

Заключение

На основе предлагаемого методического обеспечения разработаны рекомендации по интеллектуальной поддержке мониторинга и оценки новаций в проектном управлении устойчивым инновационным развитием с целью решения ряда задач:

• подготовка кадров в области устойчивого инновационного развития и создание обучающей (учебной) модели для самообразования;
• формирование нормативной базы управления региональным устойчивым инновационным развитием;
• мониторинг и контроль сбалансированности финансово-энергетических потоков регионального объекта управления;
• создание базы региональной статистической информации в области устойчивого инновационного развития;
• создание регионального банка новаций с оценкой их стоимости и эффективности;
• создание информационно-аналитической системы управления новациями в среде региональных объектов;
• защита инвестиций от рисков реализации новаций и неэффективного планирования инновационного развития;
• ведение региональной отчетности в области устойчивого развития на предприятии;
• оплата результатов труда с учетом внедрения новаций.

Литература

1.Байзаков С.Б. Вопросы и ответы: может ли энергия стать мерой валют//Экономика. Финансы. Исследования (ЭФИ): вып. № 2(18). – Астана, 2010.

2.Большаков Б.Е. Мощность как мера в экономике// Электронное научное издание «Международный электронный журнал. Устойчивое развитие: наука и практика». — 2010, вып. 2 (5).

3.Большаков Б.Е. Проблема измерения процесса труда: анализ критики Ф.Энгельсом взглядов С.А.Подолинского // Вестник РАЕН: тематический номер (экономические науки): том 10 № 2. – М.: РАЕН, 2010.

4.Большаков Б.Е., Шамаева, Е.Ф. Управление новациями в интересах устойчивого инновационного развития// Вестник РАЕН. – М.: РАЕН, 2011.

5.Шамаева Е.Ф., Большаков Б.Е. Мониторинг и оценка новаций: формализация задач в проектировании регионального устойчивого инновационного развития: научная монография. – Palmarium Academic Publishing (Германия), 2012.

6.Кузнецов О.Л., Большаков, Б.Е. Устойчивое развитие: научные основы проектирования в системе «природа–общество–человек». – СПб.: Гуманистика, 2002.

7.Петров А.Е. Тензорный метод двойственных сетей. – М.: ЦИТвП, 2007.

8.Kuznetsov O.L., Bolshakov, B.E. Sustainable development: natural and scientific principles: Textbook. – St. Petersburg: Publishing house «Gumanistika», 2002.

[2] Энергия в единицу времени есть мощность. Под потоком энергии понимается количество энергии в единицу времени. Размерность потока энергии (мощности) в LT-системе [L⁵T^-5]. Величина потока энергии в единице объема в LT-системе имеет размерность [L²T^-5] и называется плотностью потока энергии.

[3]Совокупный произведенный продукт (Р) включает в себя все продукты, товары и услуги, произведенные за определенное время t, включая вещественные, энергетические и информационные.

[4] Смотри, например, работы: Беш Г. География мирового хозяйства; Кузнецов П.Г. Возможности энергетического анализа основ организации общественного производства; доклад Статистической Комиссии ООН Е/СЗ/452: 18 сессия от 14.07.1974 г. и др.

[5] При производстве вещественных и информационных продуктов эффективность использования ресурсов может быть определена отношением /N, где - произведенный и реализованный за время t продукт, выраженный в принятых единицах (например, килограмм, метр, литр, байт и др.); N – фактическое потребление мощности (КВт) [4, 7, 8].

[6] Смотри, например, работу: Большаков Б.Е. Механизмы проектного финансирования устойчивого развития социально-экономических систем: учеб.-мет. пособие //Электронная библиотека системы Федеральных образовательных порталов, http:window.edu.ru/window/library (гос. рег. № 63284/04-2010).

[7] Описание новации дано в работе [8].

[8] Оценка последствий осуществляется в зависимости от качества планирования (наличие или отсутствие потребителя) и потребностей объекта по трем вариантам: сохранение, уменьшение или увеличение суммарного потребления ресурсов в единицах мощности. В рассмотренном примере приведена оценка последствий в соответствии с первым вариантом: сохранение суммарного потребления ресурсов при наличии потребителя на произведенный продукт.

Методология управления новациями в проектировании региональных систем устойчивого развития с использованием универсальных измеримых величин.pdf

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

ШАМАЕВА Екатерина Федоровна- кандидат технических наук, доцент кафедры устойчивого инновационного развития Института системного анализа и управления государственного университета «Дубна», член Международной научной школы имени П.Г.Кузнецова, Председатель Президиума Русского Космического Общества. 

Е-mail: shamef-kate@yandex.ru

ГАПОНОВ Алексей Алексеевич – Президент Русского Космического Общества, Советник Российской академии естественных наук (РАЕН) Руководитель Отделения «Проектирования устойчивого развития» РАЕН.

Е-mail: gaponov@cosmatica.org