Введение к работе
Актуальность темы исследования. Решение задач построения в России инновационной экономики, базирующейся на новом знании, определяет необходимость развития и эффективного использования инновационной инфраструктуры, которая в условиях ускорения научно-технического прогресса должна обеспечить создание и внедрение наукоемких, высокотехнологичных инноваций. Научные исследования - первый и важнейший этап инновационного процесса, требуют особой организации работ в силу высокой стоимости и уникальности оборудования, значительного риска, увеличивающегося с ростом новизны междисциплинарного знания, воплощенного в наукоемких инновациях. Центры коллективного пользования (ЦКП) научным оборудованием в последние 5 - 7 лет получили распространение, аккумулируют дорогие и уникальные приборы и оборудование, предоставляют научно-исследовательские услуги вузам, научно-исследовательским, опытно-технологическим организациям и инновационным предприятиям, являются участниками научно-производственной и учебно-научно-производственной интеграции, участвуют в производстве научно-технической продукции и наукоемких инноваций. Они в силу организационно-производственной специфики и обладания высококвалифицированным персоналом сформировали исключительные компетенции и конкурентные преимущества на рынке научно-исследовательских услуг. Однако ЦКП, являясь узко специализированными элементами инновационной инфраструктуры, могут успешно функционировать только в условиях развития и совершенствования научной, научно-образовательной, научно-производственной и учебно-научно-производственной кооперации и интеграции, поэтому существует объективная потребность совершенствования системы организации работ, производства и дифференциации наукоемких услуг с использованием современных вычислительных, информационно-коммуникационных и системотехнических принципов, методов и средств.
Актуальность темы диссертационного исследования определяется необходимостью изучения и совершенствования отношений, возникающих по поводу организации производственных процессов, интегрированных систем и учебно-научно-производственных комплексов, создающих новое знание и наукоемкие инновации с использованием ресурсов ЦКП, выявления особенностей функционирования ЦКП, разработки практических рекомендаций по организации производственной системы ЦКП, способствующих повышению эффективности использования уникального дорогостоящего научно-исследовательского оборудования и приборов.
Исследования выполнены в рамках Федеральной целевой программы
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы» - развитие научно-технологического потенциала для реализации приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, предусматривающей создание и развитие сети ЦКП в сфере высоких технологий, Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002 - 2006 годы» и темам «Научно-методическое, организационное и материально-техническое обеспечение развития Центра коллективного пользования Южного корпоративного университета (ЮКУ) "Высокие технологии" научным оборудованием для проведения научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ по приоритетным направлениям Программы» и «Исследование инновационного потенциала Ростовской области с целью развития и поддержания системы центров трансфера технологий», а также проекту Europeaid «Наука и коммерциализация технологий».
Степень изученности исследуемой проблемы. В настоящее время уделяется значительное внимание вопросам подготовки производства инноваций, научно-производственной и функционирования научно-исследовательских комплексов в форме ЦКП научным оборудованием. Теоретические и методологические проблемы организации производственных систем, НИР, подготовки производства и освоения промышленными предприятиями новой техники и технологии проанализированы в работах российских и зарубежных ученых, таких как М. И. Бухалков, Дж. Голдсмит, А.В. Гориш, К. Клок, В. А. Летенко, Н. И. Новицкий, Л. П. Пидоймо, Б. Ю. Сербиновский, О. Г. Туровец, Р. А. Фатхутдинов, С. Шайнберг и др.
Проблемы организации НИР и процессов оказания наукоемких услуг ЦКП рассмотрены в трудах российских и зарубежных ученых и специалистов-практиков - А. А. Балдина, С. А. Кунгурцева, В.В. Качака, А.В. Клименко, Ф. Н. Лисецкого, В.Е. Моисеенко, Е.С. Мастерских, А. Е. Панича, С. В. Ратнера, А. И. Шелгунова, Г. В. Шепелева, Ю. П. Фомичева и др.
В современных условиях действенным методом поиска оптимальных решений организации производственных и других сложных систем служит математическое моделирование, в том числе имитационное, несомненным достоинством которого является возможность получения результатов в тех случаях, когда другие методы не дают адекватных результатов. При решении задач организации НИР в специализированных научных организациях целесообразно использовать теорию массового обслуживания. Проблемы анализа и имитационного моделирования предметной области и оценки качества функционирования систем массового обслуживания рассмотрены в работах С. А. Ари-
стова, Г. Буча, Б. В. Гнеденко, А. Джекобсона, Н. К. Джейсуола, А. А. Емельянова, Ю. Г. Карпова, Д. Кендалла, Н. Б. Кобелева, Н. Н. Лычки-ной, Т. Л. Саати, В. В. Федосеева, Р. Шеннона и др.
Анализ практики и публикаций, посвященных проблемам организации в ЦКП работ и процессов, позволяет утверждать, что вопросы проектирования организационных систем и структур специализированных ЦКП, являющиеся активными субъектами научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации, организации работ и процессов не исследованы глубоко и не решены в соответствии с вызовами формирующейся инновационной экономики, основанной на новом знании и отдающей приоритеты высокотехнологичным, наукоемким отраслям и сферам хозяйственной деятельности, что не позволяет существенно повысить эффективность использования уникального дорогостоящего оборудования.
Объектом исследования выступают ЦКП научным оборудованием, их организационные системы, являющиеся субъектом интеграции и кооперации в системах, производящих знания и инновации, их структуры и процессы. Особое внимание уделено кластеру ЦКП научным оборудованием «Высокие технологии» ЮКУ.
Предмет исследования. Организационные и экономические отношения, возникающие в ЦКП по поводу организации процессов оказания наукоемких услуг и эффективного использования уникального дорогостоящего оборудования.
Целью диссертационного исследования является исследование и разработка эффективной организации и регулирования процессов оказания наукоемких услуг ЦКП в системе научно-производственной кооперации и интеграции, обеспечивающей повышение эффективности использования научных мощностей центра.
Для достижения поставленной цели решены следующие основные задачи:
определена специфика и проблемы организации интегрированной производственной системы ЦКП научным оборудованием;
предложена концепция организации производственных систем специализированных научных организаций - ЦКП уникальным дорогостоящим научным оборудованием, производящих НИР и оказывающих наукоемкие услуги для предприятий, организаций и учреждений в системе научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации, в рамках которой определены понятие «институциональная организация производства», сущность, содержание, типология и топология организации производственных систем центров коллективного пользования, выполняемых ими работ и оказываемых услуг, процедуры выбора параметров организации процессов выполнения работ и оказания наукоемких услуг, их регулирования и оптими-
зации по результатам моделирования институционально организованной интегрированной производственной системы;
предложен методический подход к организации производственной системы ЦКП, предусматривающий множественную классификацию ЦКП, производственных задач, видов наукоемких НИР и услуг, субъектов, структур и связей системы интеграции и кооперации, форм организационных отношений ЦКП с партнерами и заказчиками, используемую при создании моделей организации и оптимизации производственной системы, НИР и процессов оказания наукоемких услуг и регулирующих методических инструментов;
разработан комплекс моделей организации производственной системы ЦКП, как субъекта системы интеграции и кооперации, для предприятий, организаций и учреждений в которых выполняются НИР и оказываются наукоемкие услуги с использованием уникального дорогостоящего научного оборудования;
разработаны методические и программные инструменты, позволяющие оптимизировать и регулировать организацию работ и процессы оказания наукоемких услуг, добиваясь повышения эффективности использования дорогостоящего уникального научного оборудования;
предложена организационная форма интегрированной производственной системы ЦКП, позволяющая эффективно выполнять НИР и оказывать наукоемкие услуги в условиях развития научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации при производстве новых знаний, научно-технической продукции и инноваций для разных отраслей промышленности;
сформулирован класс задач управления загрузкой научных мощностей на основе теории массового обслуживания;
разработана программная реализация имитационной модели ЦКП, осуществлено экспериментальное исследование организации и управления оказанием наукоемких услуг научно-исследовательским комплексом;
выработан алгоритм управления функционированием распределенного сетевого ЦКП;
предложен алгоритм назначения приоритетов заявок на использование научного оборудования;
обоснована эффективность институциональной организации интегрированного производственной системы ЦКП.
Область исследования. Диссертация выполнена в соответствии с п. 4 (Моделирование и оптимизация организационных структур и производственных процессов, вспомогательных и обслуживающих производств. Экспертные системы в
организации производственных процессов.) и п. 5 (Разработка научных, методологических и системотехнических принципов повышения эффективности функционирования и качества организации производственных систем. Повышение качества и конкурентоспособности продукции, системы контроля качества и сертификации продукции. Системы качества и экологичности предприятий) паспорта научной специальности 05.02.22 - Организация производства (промышленность).
Теоретическая база и инструментарий исследования. Теоретико-методологическую основу составили труды отечественных и зарубежных специалистов по проблемам организации производства, организационного проектирования и математического моделирования решения организационных, управленческих и экономических задач. Использовались методы теоретического и эмпирического исследования, анализа предметной области, системного анализа, сравнения, классификации, матричного представления информации, проектирования, теории массового обслуживания и теории вероятностей, оптимизационно-имитационного моделирования. При построении моделей использован унифицированный язык моделирования UML, инструмент имитационного моделирования Any Logic 5, современное программное обеспечение общего и специального назначении: Microsoft Office, StarUML.
Эмпирическая база исследования. Диссертационное исследование проведено на основе материалов, полученных автором в процессе исследования промышленных предприятий, научных организаций, учреждений высшего профессионального образования, ресурсов сети Интернет, монографических изданий, публикаций в периодической печати, материалов научных конференций и результатов имитационного моделирования производственной системы, выполняемых работ и реализуемых процессов. Особое внимание уделено результатам деятельности ЦКП научным оборудованием, в том числе ЦКП «Высокие технологии» ЮКУ.
Научная (рабочая) гипотеза построена на предположении о том, что эффективность ЦКП научным оборудованием может быть обеспечена путем проектирования, моделирования, оптимизации и реализации институциональной организации его производственной системы, являющейся субъектом научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации в инновационной инфраструктуре промышленности, создающей условия для ее инновационной модернизации на основе нового знания.
Положения, выносимые на защиту:
1. В инновационной экономике, обладающей чертами новой экономики и экономики знаний, выделяются специализированные научные организации -ЦКП, в которых сконцентрированы уникальные и дорогостоящие приборы и оборудование, позволяющие выполнять сложные научные исследования и из-
мерения. В силу узкой специализации центры выполняют заказные НИР и оказывают наукоемкие услуги, поэтому их эффективное функционирование возможно в развитой системе интеграции и кооперации с другими хозяйствующими субъектами - участниками интегрированного инновационного процесса, трансформирующего новое знание в технические, технологические и продуктовые инновации, необходимые промышленности. Вызовы новой инновационной экономики определяют необходимость разработки и реализации авторской концепции институциональной организации производственной системы центра, обеспечивающей его эффективность как субъекта научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации, в которой успешно удовлетворяются интересы и потребности предприятий в НИР и наукоемких услугах и достигается высокая эффективность использования дорогостоящего оборудования путем применения специальных методических и программных инструментов.
-
Гармонизация интересов субъектов научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации может быть достигнута путем создания институциональной организации работ и процессов, выполняемых производственной системой ЦКП научным оборудованием.
-
Создание методических и программных инструментов, предназначенных для регулирования и оптимизации параметров организации производственной системы, НИР и процессов оказания наукоемких услуг, целесообразно на основе методического подхода, раскрывающего основное назначение, сущность и научно-инновационную роль ЦКП, функционирующего в типологически и топологически сложной системе интеграции и кооперации, совместно с другими субъектами создающего новое знание и реализующего инновационные процессы. Видовое многообразие ЦКП, решаемых ими научных задач и оказываемых наукоемких услуг, субъектов и связей системы интеграции и кооперации, организационных структур и форм определяет необходимость учитывать результаты их классификации при выборе эффективной организации производственной системы, объектов, работ и процессов.
-
Для достижения высокой эффективности функционирования ЦКП научным оборудованием необходимы методические инструменты, позволяющие выбрать рациональную структуру производственной системы и системы интеграции и кооперации, своевременно регулировать параметры и топологию организации НИР и процессов оказания наукоемких услуг.
-
Совокупность моделей, формализующих структуру и параметры организации производственной системы ЦКП научным оборудованием и его связи в системе интеграции и кооперации, позволяет, управляя параметрами системы и процессов, имитировать и оптимизировать их состояния, обеспечивать
высокую эффективность функционирования центра при выполнении научно-инновационной функции в интегрированном инновационном процессе и инновационной инфраструктуре экономики и промышленности.
Научная новизна результатов исследования. Элементы научной новизны содержат следующие основные результаты:
1. Обоснована концепция организации производственной системы ЦКП уникальным дорогостоящим научным оборудованием, раскрывающая взгляды на цели, задачи и условия эффективной деятельности центра, предусматривающая развитие центра в системе научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации на основе институциональной организации производства НИР и процессов оказания наукоемких услуг, оптимизации ее параметров по результатам имитационного моделирования и достижения баланса интересов участников системы интеграции и кооперации с использованием специальных методических и программных инструментов для достижения максимальной загрузки дорогостоящего оборудования при минимальном количестве необслуженных в актуальные сроки заявок.
2.Разработана институциональная организация производства НИР и процессов оказания наукоемких услуг в системе интеграции и кооперации ЦКП научным оборудованием с субъектами инновационного процесса, преобразующего новое знание в используемые промышленностью технические, технологические и продуктовые инновации, отличающаяся набором правил, регулирующих организацию работ и процессы оказания услуг, и процедур, предусмотренных механизмом функционирования кластера ЦКП ассоциативного виртуального корпоративного университета, позволяющая изменять организацию работ и процессов оказания услуг для достижения высокой эффективности использования дорогостоящего оборудования при минимизации необслуженных в актуальные сроки заявок.
3.Предложен методический подход к организации производственной системы ЦКП научным оборудованием как активного участника и аттрактора научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации, предусматривающий классификацию субъектов, структур, форм и процессов интеграции и кооперации и ее последующее применение при разработке методических и программных инструментов регулирования и оптимизации параметров организации производственной системы центра, НИР и процессов оказания наукоемких услуг, отличающийся функционально зависимым выбором классификационных признаков, что позволяет сформировать кластер ЦКП корпоративного университета и повышать эффективность функционирования центра в системе интеграции и кооперации, расширяя возможности ока-
зания наукоемких услуг промышленным предприятиям в процессе создания инноваций.
4. Разработан комплекс методических инструментов, используемый при выборе структуры и процессов проектируемой интегрированной производственной системы ЦКП научным оборудованием, отличающийся алгоритмами реализующими выбор организационных структур и форм, типологии и топологии процессов, обеспечивающих их регулирование и повышение эффективности функционирования ЦКП в системе научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации.
5.Предложен комплекс моделей организации НИР и процессов оказания наукоемких услуг ЦКП в системе научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации, анализа загрузки научного оборудования и процессов оказания наукоемких услуг, построенных с использованием унифицированного языка моделирования UML и теории массового обслуживания, отличающихся диаграммами прецедентов функционального назначения системы, классов вида системы и динамических аспектов ее поведения, включением в структуру корпоративного университета координирующего и управляющего звена в форме некоммерческого партнерства, позволяющего управлять потоками заявок по правилам, совместно устанавливаемым членами корпоративного университета, условиями и правилами функционирования ассоциации научных организаций - корпоративного университета, системой функционально определенных приоритетов заявок и имитатором сезонного колебания спроса на наукоемкие услуги, отражающий ключевые особенности организации и управления центром, позволяющий имитировать деятельность ЦКП научным оборудованием, выбирать оптимальные структурные и процессные характеристики его производственной системы, являющиеся частью параметров системы научной, научно-производственной и научно-образовательной интеграции и кооперации, в которой реализуются процессы создания нового знания и инноваций, корректировать организацию НИР и процессов оказания наукоемких услуг, формировать регулирующее воздействие управляющего звена центра ЦКП корпоративного университета, сформировать субоптимальный план обслуживания заявок и осуществлять своевременную его корректировку на основе данных имитации и анализа процесса оказания наукоемких услуг.
Теоретическая значимость работы. Основные теоретические результаты работы представлены в теоретических положениях институциональной организации производственной системы ЦКП научным оборудованием, НИР, организации и регулирования процессов оказания наукоемких услуг, модели ЦКП, функционирующего в системе научной, научно-производственной и на-
учно-образовательной интеграции и кооперации инновационной инфраструктуры промышленности и экономики страны.
Практическая значимость работы и результатов внедрения. Результаты диссертационного исследования могут быть использованы в ЦКП научным оборудованием, выполняющих для промышленных предприятий НИР и оказывающие им наукоемкие услуги. Практическое значение имеют научно-прикладные разработки: модели, методические и программные инструменты, позволяющие проектировать и оптимизировать производственную систему и систему интеграции и кооперации ЦКП, организацию НИР и процессов оказания наукоемких услуг. Основные практические результаты работы реализованы в виде имитационной модели ЦКП.
Результаты работы внедрены в ЦКП «Высокие технологии» Южного федерального университета (ЮФУ), использованы в системе научной и научно-производственной интеграции с НКТБ «Пьезоприбор» и предприятиями машиностроения и приборостроения, научно-образовательной интеграции в составе учебно-научно-инновационно-технологического комплекса «Высокие технологии», а также использованы в учебном процессе кафедры «Системный анализ и управление» ЮФУ и нашли свое отражение в электронном учебнике «Имитационное моделирование дискретно-событийных процессов и систем: практикум», в методических разработках по дисциплинам «Организация производства и управление наукоемким производством» и «Информационные технологии моделирования технических систем».
Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: II ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (г. Ростов-на-Дону, 2006); международной научно-технической конференции «Наука и коммерциализация технологий» (г. Ростов-на-Дону, 2006); III ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН (г, Ростов-на-Дону, 2007); научно-методической конференции «Современные информационные технологии в образовании: Южный федеральный округ» (г. Ростов-на-Дону, 2007, 2010); II международной научно-практической конференции «Студент, специалист, профессионал ССП-07» (Воронеж, 2007); пятой международной научно-практической конференции «Финансы, денежное обращение и кредит. Организация финансовых систем» (г. Новочеркасск, 2007); VI международной научно-технической конференции «Инновационные процессы пьезоэлектрического приборостроения и нанотех-нологий» (Анапа, 2008 г.). Работа обсуждена и отмечена дипломом на конкурсе молодых ученых имени академика И.И. Воровича (г. Ростов-на-Дону, 2007).
Публикации. По результатам диссертационного исследования опублико-
вано 22 печатные работы, в которых автору принадлежит 15,67 печатных листов, в том числе разделы в 5 монографиях и 5 статей в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, определенный ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы (176 источников), содержит 177 страниц основного текста, включающего 10 таблиц и 40 рисунков, и 6 приложений.
Похожие диссертации на Организация процессов оказания наукоёмких услуг Центром коллективного пользования в системе научно-производственной кооперации и интеграции
