Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ технологических укладов как объектов управления 13
1.1 Общая характеристика технологических укладов как объектов управления 13
1.2 Исследование процессов развития технологических укладов 26
1.3 Анализ существующих подходов к управлению развитием технологических укладов 32
Выводы по главе 1 37
2 Системный анализ и моделирование развития технологических укладов 38
2.1 Системный анализ математических моделей производственных функций, влияющих на управление развитием технологических укладов 38
2.2 Теоретическое обоснование метода управления развитием предшествующих современному технологических укладов 52
2.3 Выявление основных факторов для моделирования процесса развития современных технологических укладов 59
Выводы по главе 2 64
3 Исследование процесса смены технологических укладов в современных условиях интенсификации научно-технического прогресса 66
3.1 Апериодический закон переходного процесса и математическое моделирование процесса смены технологических укладов 66
3.2 Компьютерное моделирование этапов переходного процесса смены технологических укладов 85
3.3 Закономерности и зависимости формирования пятого технологического уклада в РФ 97
Выводы по главе 3 112
4 Разработка системы управления научно-технологической подготовкой производства, обеспечивающей смену технологических укладов 114
4.1 Функции системы научно-технологической подготовки технического перевооружения производства в условиях смены технологических укладов 114
4.2 Разработка метода технологического форсайта для интенсификации научно-технологической подготовки технического перевооружения производства 134
4.3 Программно-целевой метод разработки инновационных проектов технического перевооружения в системе научно-технологической подготовки производства 151
Выводы по главе 4 162
Основные результаты и выводы 163
Список использованной литературы 165
Приложения 177
Приложение А. Обоснование производственной функции по трехсекторной математической модели П. Ромера 177
Приложение Б. Зависимости формирования технологического уклада 180
Приложение В. Перечень нормативных документов, определяющих функциональную модель научно-технологической подготовки производства 197
Приложение Г. Исходные данные по фрезерной группе станков для разработки метода технологического форсайта 203
Приложение Д. Акты о внедрении результатов диссертационного исследования в Департаменте ОПК Минпромэнерго РФ, на ОАО УМПО и в учебный процесс ГОУ ВПО УГАТУ. 209
- Исследование процессов развития технологических укладов
- Выявление основных факторов для моделирования процесса развития современных технологических укладов
- Компьютерное моделирование этапов переходного процесса смены технологических укладов
- Функции системы научно-технологической подготовки технического перевооружения производства в условиях смены технологических укладов
Введение к работе
Актуальность темы. Известно, что конкурентоспособность стран, регионов, предприятий, продукции и персонала определяется в настоящее время результативностью инновационной деятельности. Согласно рейтингу конкурентоспособности экономик стран по итогам 2008 г. Российская Федерация (РФ) занимала 51 место в мире по данным доклада, опубликованного на Всемирном экономическом форуме. Для преодоления сложившегося отставания в настоящее время поставлена задача перехода к инновационному пути развития страны и обеспечения конкурентоспособности результатов научно-технической деятельности. В этом плане для совершенствования инновационной и научно-технической деятельности предусмотрены: поддержка научных исследований в прорывных областях науки и технологий с учетом мировых тенденций их развития; разработка инновационных проектов государственного значения, ориентированных на технологическое перевооружение производства; интенсификация разработок в приоритетных направлениях развития науки и технологий.
Инновационный путь развития промышленного производства основан на том, что наукой установлены законы развития производства, которые характеризуются волнообразной динамикой смены технологических укладов. Этот факт доказан в работах Н.Д. Кондратьева, П. Самуэльсона, И. Шумпетера, Р. Солоу, СЮ. Глазьева и многих других научных трудах. Таким образом, теоретической основой для постановки и решения задач системного анализа технологических укладов, управления инновационной деятельностью по смене технологических укладов средствами научно-технологической подготовки производства являются научные законы, закономерности и математические модели волновой динамики развития промышленного производства.
Особенностью формирования и развития технологических укладов в РФ, в настоящее время, является многоукладный характер развития промышленного производства. Этот факт обусловливает появление ряда серьезных диспропорций, снижение эффективности производства, замедление и ухудшение инновационной деятельности. Сказанное не способствует обеспечению ускоренного инновационного развития промышленности и не позволяет РФ стать стра-ной-технологическим лидером формирования новых укладов. Таким образом, проблема смены технологических укладов имеет первостепенное значение для интенсификации развития, как отраслей промышленности, так и государства.
Не смотря на то, что исследованиям волновой динамики развития, анализу существующих технологических укладов посвящено значительное количество научных работ, тем не менее, проблема обоснования научных закономерностей и методов системного анализа и управления процессом смены технологических укладов с использованием современных способов обработки информации в условиях современного этапа интенсивно развивающегося научно-технического прогресса, полностью еще не раскрыта.
Таким образом, проблема системного анализа процессов смены технологических укладов для разработки методов управления процессом научно-технологической подготовки производства является актуальной, а научно обо с-
нованное решение задач этой проблемы имеет важное значение для технического перевооружения предприятий и всего народного хозяйства.
Ядром решения названной проблемы являются решения задач по разработке критериев и математических моделей описания переходного процесса смены технологических укладов, а также построения системы научно-технологической подготовки машиностроительного производства. Разрабатываемая система научно-технологической подготовки производства должна обеспечивать управление переходным процессом к новому технологическому укладу в условиях интенсификации инновационной деятельности.
Цель работы и задачи исследования. Целью исследования является разработка методов управления научно-технологической подготовкой производства, обеспечивающей смену технологических укладов, и моделей описания переходного процесса смены технологических укладов в машиностроении в условиях интенсификации инновационной деятельности в промышленности РФ. Данная цель предполагает решение следующих задач исследования:
разработать критерии и модели описания переходного процесса смены технологических укладов с целью исследования переходного процесса смены технологических укладов в обеспечение управления научно-техническим прогрессом;
разработать программную реализацию предложенных математических моделей описания переходного процесса смены технологических укладов для компьютерного моделирования и расчета зависимостей переходного процесса;
разработать блок - схему функций системы управления техническим развитием машиностроительного производства и выделить из нее блок - схему функций научно-технологической подготовки технического перевооружения машиностроительного производства (в приложении к оборонно-промышленному комплексу и авиационной промышленности - ОПК) с целью управления переходными процессами смены технологических укладов;
разработать метод технологического форсайта для насыщения производства оборудованием новейших технологических укладов и исследовать закономерности смены поколений станков в рамках новой системы управления научно-технологической подготовкой технического перевооружения машиностроительного производства;
в рамках новой системы научно-технологической подготовки производства обосновать применение программно-целевого метода для управления инновационными проектами технического перевооружения авиадвигателе-строительного производства в обеспечение процесса смены технологических укладов.
Объект и предмет исследований диссертации. Объектами исследования являются технологические уклады и система управления технологической подготовкой производства, обеспечивающая смену технологических укладов в машиностроении. Предметом исследования являются закономерности, методы управления научно-технологической подготовкой производства, обеспечиваю-
щие смену технологических укладов, и модели описания переходного процесса смены технологических укладов.
Методы исследования. При решении поставленных в данной диссертационной работе задач использованы методы системного анализа, математической статистики, системных принципов исследования функционирования систем, математического моделирования, базирующегося на использовании дифференциального исчисления, а также методы регрессионного анализа. Обработка данных проводилась с использованием персональных компьютеров.
Научная новизна результатов
Новизна концептуальной модели управления процессами смены технологических укладов, которая отличается от известной трехсекторной модели П. Ромера, заключается в том, что новая модель является связанной многоуровневой моделью, которая включает четырехкомпонентную модель объекта управления и содержит блок управления, обеспечивающий управление переходным процессом смены технологических укладов по основным компонентам производственных функций, которые учитывают факторы современного научно-технического прогресса в промышленном производстве.
Новизна моделей переходного процесса смены технологических укладов, основанных на аналитическом описании управления переходным процессом, определяется тем, что они отличаются от известных формул, основанных на моделях производственной функции Кобба-Дугласа, тем, что учитывают современные инновационные факторы развития производства новейших технологических укладов.
Новизна блок-схемы функций системы научно-технологической подготовки производства определяется следующими отличиями:
ее структура является многоуровневой, связанной системой управления (распределяющая функции и задачи управления техническим развитием производства по иерархическим уровням управления от министерства и департаментов на верхних уровнях, до систем управления предприятиями и их объединениями на нижних уровнях управления производством), что обеспечивает управление переходным процессом смены технологических укладов;
она включает организации инновационной инфраструктуры и специализированные организации внезаводской научно-технологической подготовки производства, поддержки и обслуживания предприятий в условиях инновационной рыночной экономики, которые ранее не предусматривала Единая система технологической подготовки производства в машиностроении.
4. Новизна метода технологического форсайта, используемого для на
сыщения производства оборудованием новейших технологических укладов, и
закономерности смены поколений станков в рамках новой системы управления
научно-технологической подготовкой технического перевооружения машино
строительного производства основаны на применении метода «огибающих рег
рессий», что отличает их от типовых случаев регрессионного анализа законо
мерностей смены поколений техники и технологий.
Практическая ценность исследования. Результаты исследования могут быть полезны для:
разработки программ технологического развития отрасли, регионов и машиностроительных предприятий;
создания систем научно-технологической подготовки технического перевооружения машиностроительного производства;
управления инновационными проектами технического развития машиностроительных предприятий, осуществляющих постановку на производство техники новых поколений, внедрение высоких и критических технологий;
разработки проектов технического перевооружения машиностроительного производства в целях постановки на производство конкурентоспособных изделий.
Результаты, выносимые на защиту
Критерии и модели описания переходного процесса смены технологических укладов, основанные на математической модели производственной функции, которая учитывает как технико-экономические, так и социальные факторы инновационной подготовки специалистов.
Программная реализация разработанных моделей описания переходного процесса смены технологических укладов для компьютерного моделирования и расчета зависимостей переходного процесса с целью управления процессом смены технологических укладов.
Блок-схема функций системы управления техническим развитием машиностроительного производства и ее подсистема в виде блок - схемы функций управления научно-технологической подготовкой технического перевооружения машиностроительного производства (в приложении к оборонно-промышленному и авиационному комплексам), которые обеспечивают управление переходным процессом смены технологических укладов.
Метод технологического форсайта для насыщения производства оборудованием новейших технологических укладов и закономерности смены поколений станков в рамках новой системы управления научно-технологической подготовкой технического перевооружения машиностроительного производства.
Применение программно-целевого метода управления инновационными проектами технического перевооружения авиадвигателестроительного производства в обеспечение процесса смены технологических укладов.
Внедрение результатов исследования. Практическая полезность результатов исследования подтверждается:
- актом внедрения программно-методического комплекса «Расчет и моделирование процесса смены технологических укладов» в Департаменте ОПК Минпромэнерго РФ в рамках выполнения государственного контракта «ОПК-004 - Анализ технологического уровня предприятий ОПК и разработка государственной политики в области технического перевооружения» в виде методических рекомендаций;
-актом внедрения проекта целевой программы технического перевооружения ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение»
(ОАО «УМПО») в виде системы управления научно - технологической подготовкой технического перевооружения производства; календарного план-графика по техническому перевооружению производственных цехов на территории ОАО «УМПО»; методических рекомендаций по выбору технологического оборудования с использованием метода «огибающих регрессий»;
- актом использования полученных результатов в учебном процессе ГОУ
ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет».
Результаты диссертационной работы также нашли применение при выполнении:
государственного контракта «ОПК-4 - Анализ технологического уровня предприятий ОПК и разработка государственной политики в области технического перевооружения»,
госбюджетной научно-исследовательской работой (НИР) по теме «АТ-ТМ-15-04-03/6 - Исследование методов разработки критических технологий для технического перевооружения машиностроительного производства»,
хозяйственного договора по выполнению НИР с ОАО «УМПО» по теме «АТ-ТМ-08-07-ХГ - Разработка методик и нормативов инновационного проектирования технического перевооружения производства заказчика».
Апробация работы и публикации. Основные научные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на конференции РАН РФ (2006, Москва), на двух научных конференциях Академии наук РБ, на двух научно-технических конференциях ГОУ ВПО УГАТУ в Уфе, II открытой научно-технической конференции молодых специалистов, инженеров и техников ОАО УМПО в Уфе, 4-й Всероссийской зимней школе -семинаре аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» в Уфе в 2009 г. Основные результаты диссертации нашли отражение в 12 публикациях, включая 6 научных статей в рецензируемых журналах из списка ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, четыре главы, основные результаты и выводы, библиографический список из 108 наименований, приложения. Основное содержание работы изложено на 176 страницах машинописного текста, включая иллюстрации, таблицы.
Исследование процессов развития технологических укладов
Технологический уклад обладает сложной внутренней структурой. Его ядро образует совокупность базисных технологических процессов. В рамках технологического уклада осуществляется замкнутый макро производственный цикл, включающий добычу и получение первичных ресурсов, все стадии их переработки и выпуск набора конечных продуктов, удовлетворяющих соответствующий тип общественного потребления.
Жизненный цикл технологического уклада включает четыре фазы — зарождение, рост, деградация и гибель; он имеет характерную форму пульсаций. Первая - малая пульсация соответствует фазе зарождения, когда расширение производств, составляющих технологический уклад, осуществляется в неблагоприятной экономической среде, определяемой доминированием предшествующего технологического уклада. В этой фазе развитие технологического уклада ограничено как относительной неэффективностью составляющих его технологий, так и сопротивлением хозяйственных организаций и институтов, связанных с воспроизводством предшествующего технологического уклада. Лишь с формированием целостного воспроизводящего контура нового технологического уклада и при соответствующих институциональных изменениях создаются условия для быстрого расширения нового технологического уклада, которое принимает форму второй - большой - пульсации. Жизненный цикл технологического уклада представлен на рис. 1.2 [17], где после фазы деградации наступает фаза гибели технологического уклада.
Согласно рис. 1.2, кривая роста имеет два крутых подъема, связанных с фазами зарождения и бурного роста нового технологического уклада.
Зарождение нового технологического уклада происходит в недрах старого, и в своем развитии он приспосабливает производства, сложившиеся в ходе предыдущего этапа НТП, к потребностям технологических процессов, составляющих его ядро.
В фазе зарождения нового технологического уклада нередко существуют разнообразные альтернативы реализации его будущих базисных технологий. Конкуренция хозяйствующих субъектов, отдавших предпочтение какой-либо из них, приводит к отбору нескольких наиболее эффективных вариантов. В результате быстро повышается эффективность составляющих новый технологический уклад технологий, а с вытеснением традиционного технологического уклада — эффективность всего общественного производства.
Фаза роста формирующегося технологического уклада имеет следствием снижение издержек производства, быстрое повышение эффективности производственных компонентов нового технологического уклада и его передовых технологий, что обеспечивает вытеснение технологий устаревшего технологического уклада. Эта фаза смены технологических укладов характеризуется быстрым снижением затрат на производство, повышением качества продукции, резким повышением технического уровня производства.
В фазе деградации жизненного цикла данного технологического уклада происходит снижение темпов роста, а также относительное и абсолютное снижение эффективности производства.
Системный подход к развитию сложных технических систем подробно рассмотрен в [27].
Согласно табл. 1.1, Россия в настоящее время не является страной — технологическим лидером формирования новых укладов (за исключением четвертого технологического уклада — СССР).
Включение России в общемировой ритм технико-экономического развития произошло в конце XIX века на уровне третьего технологического уклада, причем на рост российской экономики в тот период немалое влияние оказывали и первый, и второй уклады. К основным причинам отставания России от стран - лидеров на данном этапе относят:
1) техническое развитие страны приостановили революция и гражданская война. После их окончания ставка была сделана на воспроизводство третьего уклада, который начал быстро замещаться четвертым лишь в предвоенные и военные годы Второй мировой войны. Причем, это развитие затронуло не всю промышленность: зоны прогресса были сконцентрированы в основном в отдельных оборонных отраслях. После Великой Отечественной войны восстановление народного хозяйства осуществлялось путем физического восстановления производства, а не его модернизации;
2) вхождение России в период "холодной войны" и существование "железного занавеса" между Россией и развитыми капиталистическими странами привело к снижению темпов НТП.
Таким образом, Россия середины 70-х годов не могла претендовать на роль страны-лидера. Наиболее ярким проявлением усложнения и без того непростой ситуации в те годы стало создание по инициативе США Комитета по координации экспорта (КОКОМ), призванного предотвратить поставки в социалистические страны технологий или продуктов, которые могли бы способствовать повышению их обороноспособности. Хотя формально речь шла только о технике так называемого "двойного назначения", однако на самом деле КОКОМ возвел барьеры на пути поставок в социалистические страны подавляющей части новейших технологий. Попытки обойти этот барьер путем импорта новых технологий через "третьи страны" и их последующего копирования большого успеха не имели и, напротив, привели к возрастанию технологической зависимости от развитых стран из-за прекращения собственных разработок (такие примеры можно найти в истории ряда отечественных отраслей, например, производства вычислительной техники).
3) Еще одним фактором, способствовавшим консервации российской многоукладное, стал мировой энергетический кризис. Он позволил России, эксплуатируя предприятия добывающей промышленности, относящиеся к третьему технологическому укладу, получать для страны валюту и закупать на Западе продукцию четвертого уклада, что было дешевле, чем развивать собственные предприятия более высоких технологических укладов в гражданских отраслях.
Таким образом, в мировом технологическом прогрессе России отводилась роль страны второго уровня научно-технического развития.
Такая тенденция технологического прогресса законсервировала отставание СССР от развитых капиталистических стран и лишила его возможности стать вторым мировым технологическим центром, то есть превратиться в лидера НТП. В итоге модернизация отечественной промышленности, начавшаяся в середине 70-х годов, не удалась, а лишь усугубила ее технологически многоукладный характер. Поэтому к концу 80-х годов в отечественной промышленности отчетливо прослеживалось наличие одновременно третьего, четвертого и пятого технологических укладов, с преобладанием третьего и четвертого. При этом разные уклады были мало связаны между собой технологически и поэтому практически не оказывали большого влияния друг на друга [15, 16, 36, 39, 55].
За годы реформ конца XX века в российской промышленности произошло сокращение производства в технологических цепях трех технологических укладов. Производство сырьевых продуктов претерпело незначительный спад, промежуточных и особенно конечных продуктов -значительный. Свертывание электроники, приборостроения, исследований в области информационных, телекоммуникационных систем, в том числе фундаментальных исследований по этим направлениям, представляло собой вымывание базы развития инновационной экономики. Если в 1990г. технологическая структура характеризовалась 6% реликтовых технологий, 37% технологий третьего технологического уклада, 51% и 6% соответственно четвертого и пятого технологических укладов, то уже в 1995 г. распределение было следующим: реликтовых технологий - 9%, технологий третьего и четвертого укладов - 42% и 47%, пятого технологического уклада - 2%\ Сокращение технологической базы четвертого и пятого укладов при увеличивающейся доле третьего уклада и доле реликтовых технологий приводит к инновационной деградации отечественной промышленности, особенно ее наукоемких отраслей.
Пятый технологический уклад, начавший формироваться с 80-х годов и основанный на достижениях в области микроэлектроники, информатики, электронных сетях, был представлен в России весьма незначительно и фрагментарно как в географическом, так и в отраслевом разрезах. Инфраструктура, обеспечивающая развитие этого уклада и воплощенная в средствах телекоммуникации, компьютерных сетях, спутниковой связи, развита была в нашей стране недостаточно.
Выявление основных факторов для моделирования процесса развития современных технологических укладов
В данном исследовании моделирование процесса развития технологических укладов основано на использовании математических моделей производственных функций. В соответствии с представленными в разделе 2.1 типами математических моделей производственных функций, наиболее удобной для данной задачи является модель, построенная на основе системотехнической концепции, поскольку учитывает входные переменные и переменные состояния производственной системы.
Поскольку рассматривается технологический уклад, характеризующийся выпуском продукции, созданной с помощью базовых технологий данного уклада, на уровне государства (маккроуровне), то считается, что в рамках данного технологического уклада производится однородный продукт. Так как развитие технологического уклада по продолжительности занимает 45-60 лет в соответствии с к - волнами Кондратьева, то постоянные факторы производства отсутствуют - все факторы переменные. Поэтому объём выпуска предстаёт как функция от нескольких переменных.
В основе понятия производственной функции лежит представление об изучаемом объекте как об открытой динамической системе, выходом которой является производимая продукция, а входом - затраты различных видов производственных ресурсов.
В качестве ресурсов (факторов производства) на макроуровне, поскольку технологический уклад рассматривается на уровне государства, наиболее часто рассматриваются накопленный труд в форме производственных фондов (капитал) К и настоящий (живой) труд Дав качестве результата - валовой выпускХ(либо валовой внутренний продукт Y, либо национальный доход iV)1 .
Обоснование состава фактора К. Накопленный прошлый труд проявляется в основных и оборотных, производственных и непроизводственных фондах. Выбор того или иного состава К определяется целью исследования, а также характером развития производственной и непроизводственной сфер в изучаемый период. Если в этот период в непроизводственную сферу вкладывается примерно постоянная доля вновь созданной стоимости и непроизводственная сфера оказывает на производство примерно одинаковое влияние, это служит основанием напрямую учитывать в производственных функциях только производственные фонды1 .
Производственные фонды состоят из основных и оборотных производственных фондов. Если соотношение между этими составными частями производственных фондов примерно постоянное в течение всего изучаемого периода, то достаточно напрямую учитывать в производственных функциях только основные производственные фонды.
В качестве трудовых ресурсов L принимается численность населения, занятого в экономике. Численность занятых в экономике можно определить из официальных статистических сборников Госкомстата [78].
Современный экономический рост характеризуется ведущим значением научно-технического прогресса и интеллектуализацией основных факторов производства. На долю новых знаний, воплощаемых в технологиях, оборудовании, образовании кадров, организации производства в развитых странах, приходится от 70 до 85% прироста ВВП2. Интенсивность НИОКР во многом определяет сегодня уровень экономического развития - в глобальной экономической конкуренции выигрывают те страны, которые обеспечивают благоприятные условия для научных исследований и научно-технического прогресса.
Одновременно повышается значение государственной научно-технической, инновационной и образовательной политики, определяющей общие условия научно-технического прогресса в отдельных странах.
Постоянно растет доля расходов на науку и образование в ВВП развитых стран, достигшая около 3% ВВП1. При этом доля государства в этих расходах составляет в среднем 35-40% .
Огромное значение государственного стимулирования НТП определяется объективными свойствами инновационных процессов: высоким риском, зависимостью от степени развития общей научной среды и информационной инфраструктуры, значительной капиталоемкостью научных исследований, неопределенностью возможностей коммерческой реализации их результатов, требованиями к научной и инженерной квалификации кадров, необходимостью правовой защиты интеллектуальной собственности. Поэтому успех в глобальной конкуренции тех или иных фирм напрямую связан с государственной научно-технической политикой стран их базирования1.
Таким образом, для достижения поставленной цели требуется создание национальной инновационной системы, основанной на развернутых фундаментальных и прикладных научных исследованиях и опытно-конструкторских разработках, создании системы коммерциализации их результатов, рынка такой продукции внутри страны и выводе ее на внешний рынок. При этом решение кадрового обеспечения инновационного процесса представляется наиболее важным.
Многие субъекты Российской Федерации видят в поддержке науки и стимулировании инновационной деятельности на своей территории основу стабильности своего развития, возможность вывода своей продукции не только на внутренний, но и на внешний рынок. Формы реализации этих приоритетов разнообразны: от особых экономических зон, наукоградов до создания крупных вузовских комплексов с центрами трансферта технологий, технопарков и т. д.
К числу основных факторов, определяющих национальные конкурентные преимущества, в ближайшем будущем будут относиться: развитие науки, возможности информационной среды, инновационное образование и охрана здоровья населения, обеспечение с помощью государственного управления условий для раскрытия созидательных творческих способностей каждой личности, чистота окружающей среды и высокое качество жизни, опережающее развитие ключевых производственно-технических систем нового технологического уклада.
Еще более усилится значение НТП и инновационной деятельности, способности к освоению новых технологий. Возрастет роль человеческого фактора и организации творческого труда. Страны, не способные обеспечить необходимый уровень образования населения, развития науки и высокое качество информационной среды, будут обречены на неэквивалентный внешнеэкономический обмен и глубокую зависимость от внешних финансовых и информационных центров; они сохранят за собой, главным образом, функции источников природного сырья и "человеческого материала" для транснациональных корпораций и развитых стран, концентрирующих глобальный интеллектуальный потенциал1.
На основе вышесказанного в качестве основных факторов для моделирования процесса развития современных технологических укладов можно выделить:,
1) основные производственные фонды;
2) численность населения, занятого в экономике;
3) высокопрофессиональная рабочая сила, имеющая высшее профессиональное образования;
4) овеществленный научно - технический прогресс.
Таким образом, обобщенными критериями для описания переходного процесса от 4 к 5 и (или) от 5 к 6 технологическому укладу при разработке математической модели на основе проведенного анализа, в соответствии с исследованными типами математических моделей производственных функций, являются:
1) соответствие математической модели производственной функции системотехнической концепции;
2) применение эмпирического критерия истинности (соответствия знаний экспериментальным данным) путем анализа закономерностей и зависимостей формирования пятого технологического уклада на основе статистических данных;
3) учет научно-технического прогресса (НТП), в том числе эндогенного НТП в системе профессионального образования - инновационной подготовки высокопрофессиональной рабочей силы на основе вложений в «человеческий капитал».
Компьютерное моделирование этапов переходного процесса смены технологических укладов
На основании предложенных математических моделей смены технологических укладов в данном исследовании разработано программное обеспечение на базе системы MATLAB 7.0.1. "Расчет и моделирование процесса смены технологических укладов", интерфейс которого приведен на рис. 3.4.
Для построения рассмотренных выше математических моделей процесса смены технологических укладов необходимо ввести исходные данные, представленные на рис. 3.4.
После ввода исходных данных можно переходить к построению графических представлений математических моделей процесса смены технологических укладов, первоначально определив продолжительность переходного процесса.
При выборе меню "Определение продолжительности" появляется диалоговое сообщение с запросом точности вычисления не берущегося интеграла в уравнении (3.14), в данном случае рекомендуемая точность 0,01. Переходный процесс смены технологических укладов происходит в 3 этапа, как было выше сказано, для построения которых использованы исходные данные, рассмотренные более подробно в разделе 3.3 согласно [16]. Продолжительность переходного процесса определяется по (3.20) соответственно графическим методом (рис. 3.5), поскольку уравнение (3.20) является трансцендентным, продолжительность Т задана неявно, где С - вспомогательная функция для нахождения решения данного уравнения.
Таким образом, продолжительность переходного процесса смены технологических укладов составляет 43,7 года, что соответствует Аг-волнам Кондратьева [34, 44], продолжительность которых 45-60 лет. Таким образом, после завершения переходного процесса смены технологических укладов начинаются этапы стагнации и деградации, продолжительность которых согласно Аг-волнам Кондратьева должна составлять от 2,3 до 16,3 лет.
Определив продолжительность переходного процесса, можно построить графическую модели переходного процесса к пятому технологическому укладу (рис. 3.6).
Представленная на рис. 3.6 модель позволяет определить точку завершения переходного процесса, то есть год и численность населения, которое использует технологии данного технологического уклада, при которой начинается стагнация жизненного цикла устаревающего технологического уклада. График (рис. 3.6) получен путем построения линии тренда через математически рассчитанные значения численности населения, которое использует технологии данного технологического уклада, и продолжительности переходного процесса по каждому из вышеприведенных этапов.
Для исключения площадки стагнации и деградации уклада в его жизненном цикле развития и ограничения, тем самым, непрерывного развития научно-технического прогресса (инновационной экономики) из-за непринятия мер по своевременному началу управления развитием (/+1) технологического уклада необходимо, чтобы шестой технологический уклад начал зарождаться на третьем этапе переходного процесса развития пятого технологического уклада (в процессе технического перевооружения предприятий 5 технологического уклада).
На рис. 3.7 - 3.16 показаны графики изменений функций по трудовым ресурсам L, поскольку рассматривается влияние факторов на переходный процесс смены технологических укладов.
Третий этап переходного процесса по (3.17) представлен на рис. 3.7, обозначенный на нижеприведенных рисунках data 1.
Для анализа третьего этапа переходного процесса проведено моделирование основных переменных, входящих в (3.17), представленных на рис. 3.8 - 3.16. Полученные при моделировании новые графические построения третьего этапа переходного этапа обозначаются data 2.
Согласно рис. 3.8, при увеличении числа занятых людей L0 график модели перемещается влево в соответствии с Lo, но это не ведет к значительному ускорению завершения переходного этапа.
Из рис. 3.9 видно, что при увеличении фондовооруженности к, график модели изменения численности L смещается вниз и увеличивает продолжительность переходного этапа, поскольку к = —.
Константа А является коэффициентом эффективности производства, которая определяется как F — А. Согласно рис. 3.10, при увеличении А модель смещается вверх и сокращается продолжительность переходного этапа поскольку перевод L в новый уклад происходит раньше по времени.
На рис. 3.11 и 3.12 показано изменение поведения модели при изменении р и а соответственно. При увеличении значения р график функции L смещается вправо - сокращается продолжительность переходного процесса.
При увеличении j (рис. 3.13) график модели смещается вверх при меньшей численности трудовых ресурсов и сокращается время переходного процесса.
Рассмотрим зависимость модели от функции Н (рис. 3.16). Число трудовых ресурсов изменяется не линейно, что соответствует (3.17) и принято Є На рис. 3.14-3.15 показана зависимость модели (3.17) от параметров Ьид.
Функции системы научно-технологической подготовки технического перевооружения производства в условиях смены технологических укладов
Представленные в третьей главе математические модели (3.13), (3.17) и (3.20) описания переходного процесса смены технологических укладов и проведенный статистический анализ показали необходимость разработки системы научно-технологической подготовки технического перевооружения производства с целью управления переходным процессом смены технологических укладов.
Механизмом ускорения научно-технического прогресса и инновационной деятельности является система технической подготовки производства, реализующая непосредственно достижения науки и техники в производственных условиях. Впервые система научно-технической подготовки производства представлена в работе [1]. Согласно [1], функциональная структура производственной системы включает в себя несколько подсистем, таких как: технологическая, обслуживающая, обеспечивающая и научно-техническая подготовка производства. Эти подсистемы, выделяемые по их отношению к реализации производственной системой ее основных функций, являются системами с относительно самостоятельной, автономно формируемой структурой, но развитие их взаимообусловлено. Существовавшая ранее система научно-технической подготовки производства охватывала работы, связанные с развитием техники, технологии и организации производства, и выполняемые на основе результатов фундаментальной науки на этапах научной (HIill), конструкторской (КПП) и технологической (ТПП) подготовки производства. Таким образом, существовавшую ранее обобщенную производственную систему, включающую научно-техническую подготовку производства можно представить на следующей схеме (рис. 4.1) [1].
Из рис. 4.1 видно, что для достижения конечного эффекта разработки и использования нового товара осуществляется системный подход к совершенствованию подготовки производства в направлениях:
- обеспечения высокого технического уровня изделий;
- обеспечения требуемого уровня технологичности конструкций изделий по их трудоемкости, материалоемкости, энергоемкости и конструктивно -технологической преемственности;
-обеспечения прогрессивности технологических процессов, средств производства и технического обслуживания.
Из выше сказанного, можно сделать вывод, что система научно-технологической подготовки производства (НТПП) ранее рассматривалась [1] на уровне предприятия, что недостаточно для новых условий инновационной экономики и наиболее полного использования ресурсов и повышения эффективности производства. Инновационная экономика страны, равно как и система технологической подготовки производства, которая является основой, стержнем инновационной деятельности, должны составлять единый комплекс, охватывающий все звенья производства.
Управление этим единым комплексом должно осуществляться с использованием моделирования научно-технологической подготовки промышленного производства: от учреждений государственного управления — до систем управления предприятиями, организациями и их объединениями. В связи со сказанным и с учетом вышеприведенных особенностей, необходима новая система управления научно-технологической подготовкой производства, которая разработана в данном исследовании в приложении к оборонно-промышленному комплексу (ОПК) Министерства промышленности и торговли РФ на основе следующей связанной, многоуровневой системы управления (рис.4.2).
На рис. 4.2 представлена многоуровневая связанная система управления техническим развитием (технической подготовкой производства) для ОПК РФ и включает следующие уровни управления:
1. Совет Безопасности;
2. Правительство РФ;
3. Министерства РФ;
4. Союзы (объединения) предприятий ОПК;
5. Блок управления (предприятия ОПК);
6. Блок определения целей;
7. Объект управления (производство предприятий ОПК).
К верхним уровням (рис. 4.2) данной многоуровневой системы управления относятся органы государственной власти РФ: Совет Безопасности и органы исполнительной власти (Правительство РФ и Министерства РФ). Совет Безопасности - это специальный конституционный совещательный орган при Президенте РФ, разрабатывает важнейшие концептуальные документы в области национальной безопасности, например, по вопросам оборонно-промышленной безопасности. В целях научного обеспечения деятельности Совета Безопасности при нем образован научный совет. В его состав включены представители Российской академии наук, отраслевых академий наук, руководители научных организаций и образовательных учреждений высшего профессионального образования, а также отдельные специалисты. Совет Безопасности подготавливает предложения по координации деятельности органов исполнительной власти РФ в области обеспечения национальной безопасности, а также выдает рекомендации, проекты указов Президента РФ и предложений Правительству РФ. Правительство РФ является высшим органом исполнительной власти РФ, возглавляющим единую систему исполнительной власти в РФ, согласно ст. 110 Конституции РФ. Основные функции Совета Безопасности и Правительства РФ являются обобщенными для ОПК, поэтому рационально рассматривать систему более подробно, начиная с уровня федеральных органов исполнительной власти - Министерств, которые либо подчиняются Председателю Правительства РФ, либо Правительство РФ координирует их деятельность.
Поскольку объектом разработки в данном исследовании является система НТГШ для ОПК, то в работе в качестве центральной проблемы рассматривалось построение системы научно-технических взаимосвязей в Министерстве промышленности и торговли РФ.
Министерства и ведомства РФ, их организации, предприятия и учреждения позволяют таким образом определить внешнюю среду, которая влияет на техническое развитие организаций (предприятий и учреждений) ОПК. Структура Министерства промышленности и торговли РФ приведена в Приложении В.
Министерство промышленности и торговли РФ является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере промышленного и оборонно-промышленного комплексов, а также в области развития авиационной техники, технического регулирования и обеспечения единства измерений, а также функции уполномоченного федерального органа исполнительной власти, осуществляющего государственное регулирование внешнеторговой деятельности. Одна из главных задач этого Министерства — содействие развитию и повышению конкурентоспособности отраслей промышленности страны.
Основными структурными подразделениями данного Министерства для формирования системы НТПП являются Департамент ОПК и Департамент авиационной промышленности. Поэтому остальные Департаменты и Федеральные агентства1 в дальнейшем при построении системы НТПП условно не рассматриваются. Перечень нормативных документов приведен в Приложении В.
Следующим уровнем системы управления являются объединения предприятий. Существуют разнообразные формы интеграции предприятий, различающиеся в зависимости от целей сотрудничества, характера хозяйственных отношений между их участниками, степени самостоятельности входящих в объединение предприятий. Основные формы интеграции приведены в Приложении В [54].
Формы объединений (интеграции) предприятий создаются в целях совместной хозяйственной деятельности, координации действий, обеспечения защиты своих прав, представления общих интересов в других организациях и учреждениях. Поэтому можно выделить общие для всех форм интеграции предприятий функции.
