Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Информационная поддержка управления инновационным развитием экономики: состояние проблемы и актуальные задачи 18
1.1 Существующие определения и модели инноваций 20
1.2 Проблематика информационной поддержки инноваций
1.2.1 Задачи, решаемые участниками инновационного процесса 39
1.2.2 Специфика инноваций как объектов информационной поддержки 49
1.2.3 Структура задачи информационной поддержки инноваций 53
1.3 Существующие технологии информационной поддержки инноваций 62
1.3.1 Технологии корпоративных ИС 62
1.3.2 Виртуальные организации 64
1.3.3 Системы В2В 68
1.3.4 Информационная поддержка инноваций и CALS-технологии 70
1.3.5 Веб-ресурсы инноваций 85 Выводы 103
Глава 2 Метод синтеза гооблемно-оршнтированных виртуальных бизнес-структур инноваций 106
2.1 Общая характеристика метода синтеза проблемно-ориентированных виртуальных бизнес-структур 109
2.2 Концептуальная модель виртуальной бизнес-среды инноваций
1 2.2.1 Состав модели 115
2.2.2 Структура КМ ВБС 120
2.2.3 Автоматизированная трансляция описаний бизнес-предложений 123
2.3. Процедуры синтеза проблемно-ориентированных виртуальных бизнес структур 127
2.3.1 Постановка задачи 127
2.3.2 Оценка семантической близости описаний ресурсов на естественном языке 129
2.3.3 Отношение d-эквивалентности 136
2.3.4 Процедуры синтеза виртуальной бизнес-структуры 137
2.4 Вычислительные модели показателей эффективности инновационных структур 141
2.4.1 Экономическая эффективность бизнес-проекта 142
2.4.2 Прогнозируемое время окупаемости бизнес-проекта 147
2.5. Системно-динамическое моделирование инноваций
2.5.1. Технология дистанционного формирования и управления моделями системной динамики 149
2.5.2. Эпидемическая модель распространения инновационного продукта 159
Выводы 178
Глава 3 Методы и технологии открытой распределенной среды информационной поддержки инноваций 182
3.1 Архитектура виртуальной бизнес-среды инноваций 185
3.2 Интеграция разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций 199
3.2.1 Технология интеграции разнородных информационных ресурсов инноваций 200
3.2.2 Метод интеграции онтологии разнородных информационных ресурсов на базе расширяемого общесистемного тезауруса 204
3.3 Технологии проблемно-ориентированных агентных одноранговых исинноваций 225
3.3.1 Технологии создания одноранговых распределенных информационных систем для предметных областей с древовидной организацией 229
3.3.2 Технология сокращения и балансирования нагрузки на элементы распределенной агентной информационной среды развития инноваций 247
Выводы 258
Глава 4 Практическая реализация и внедрение результатов работы 261
4.1 Программные системы информационной поддержки инноваций 261
4.1.1 Система логической интеграции веб-ресурсов инноваций 262
4.1.2 Мультиагентная распределенная информационная система поддержки инноваций 285
4.2 Использование результатов работы в задачах управления инновационным развитием региональной экономики 304
4.2.1 Виртуальная бизнес-среда инновационного развития Мурманской области 304
4.2.2 Информационная поддержка инновационного развития системы профессионального образования региона 322
Выводы 334
Заключение 336
Литература
- Задачи, решаемые участниками инновационного процесса
- Процедуры синтеза проблемно-ориентированных виртуальных бизнес структур
- Технологии проблемно-ориентированных агентных одноранговых исинноваций
- Использование результатов работы в задачах управления инновационным развитием региональной экономики
Введение к работе
Актуальность работы обусловлена необходимостью активизации процессов перевода экономики регионов России с инерционного энерго-сырьевого на инновационный путь развития, отмеченного в качестве одного из важнейших направлений стратегии социально-экономического развития России. Такой переход соответствует объективным требованиям повышения конкурентоспособности российской экономики и конституционным целям формирования социально-ориентированного государства. Однако принятие политического решения о переходе на инновационный путь развития вовсе не означает его автоматического выполнения. Для реализации подобного решения необходимо проведение большой и трудоемкой работы по созданию в российской экономике благоприятной среды для развития инноваций. Для мотивирования бизнеса к инновациям необходимо создавать адекватные правовые, экономические, налоговые механизмы, всячески содействовать развитию инновационной инфраструктуры .
Сегодняшние позиции России в сфере наукоемких технологий и инноваций на фоне ведущих мировых держав весьма скромны. Несмотря на большой научный потенциал, доля нашей страны на мировом рынке гражданской наукоемкой продукции не превышает 0,3%, в то время как доля США - 36%, Японии - 30%, Китая - 6%. Доля России в мировой торговле информационным оборудованием - 0,3%. В то же время, в России накоплен, и пока еще не растрачен, достаточно мощный научный и инновационный потенциал: по численности научных работников на 10 тыс. занятых наша страна находится на третьей позиции после США и Японии. По абсолютным показателям к нам вплотную приблизился Китай. По удельному показателю численности научных сотрудников мы в 7 раз опережаем Китай, в 2,6 раза - Италию, на треть - Великобританию, на 20% - Германию. Однако по индексу конкурентоспособности, которым измеряются результаты отдачи от науки, Россия находится на 58-м месте, уступая Китаю и Индии. В России используется приблизительно 10% инновационных идей и проектов, в США - 62%, в Японии - 95%; лишь одно из 500 запатентованных изобретений находит применение в российской промышленности.
Одна из причин такого разрыва между научными исследованиями, опытно-конструкторскими разработками и реальным производством заключается в недостатке эффективных рычагов управления инновационным развитием экономики. Директивный подход, заключающийся в жестком планировании экономического, в том числе и инновационного, развития, нереализуем в современных экономических условиях нашей страны. В этой связи представляется более эффективным неявное управление инновационным развитием, которое заключается в создании благоприятных условий для зарождения инновационных идей, их развития и воплощения в виде продуктовых или технологических новаций. Несмотря на отсутствие непосредственных управляющих воздействий на инновационные процессы, такое управление должно быть целенаправленным и методичным. Содержание управления в этом случае заключается в создании инфраструктуры развития инноваций (экономической, правовой, информационной, и т.д.) и перманентном поддержании ее в состоянии, адекватном существующим социально-экономическим условиям. Это делает актуальной задачу разработки методов и
1 Отчет о заседании Совета при Президенте Российской Федерации по науке, технологиям и образованию, 17 октября 2006 г.
технологий информационного обеспечения управления инновационным развитием, направленных на формирование информационной среды инновационной деятельности, способной аккумулировать информационную составляющую инновационного потенциала региональной экономики и придать необходимый импульс ее инновационному развитию.
Задача создания информационной инфраструктуры развития инноваций не ограничивается простым накоплением все больших и больших объемов информации. Для реализации потенциала инновационного развития необходимы методы и средства обработки информации, направленные на автоматизацию различных аспектов инновационной деятельности, на облегчение и повышение эффективности анализа результативности инноваций. Средством решения задач подобного сорта является представление экспертных знаний о предметной области в виде формализованных концептуальных моделей и онтологии, а также имитационное моделирование инновационных процессов. Для этого необходимо создать соответствующие проблемно-ориентированные модели и информационные технологии.
Разработка и практическое воплощение инновационных продуктов и технологий, а также сопутствующие им процессы характеризуются рядом специфических особенностей с точки зрения проблематики их информационного обеспечения. Для успешной реализации идей по созданию наукоемких инновационных продуктов и технологий требуется всесторонняя информационная поддержка на всех этапах жизненного цикла - от зарождения идеи до производства и утилизации новшества. Инновационные процессы длительны во времени и разнородны по составу участников. Экономические агенты, вовлеченные в инновационный процесс, как правило, территориально распределены. Это обусловливает динамичность и разнородность информационной инфраструктуры развития инноваций, необходимость в механизмах ее надежного функционирования в условиях отсутствия единого централизованного управления. Информационная составляющая инфраструктуры развития инноваций обладает важной отличительной особенностью. Если, к примеру, в сфере правового обеспечения инноваций функция создания элементов правового поля отделена от функции их использования в практике инновационной деятельности, то в области информационного обеспечения функции создания и использования информационных ресурсов инноваций могут быть совмещены. Это дает принципиальную возможность заложения в информационную среду инновационного развития механизмов самоорганизации и саморазвития. Для ее реализации необходимы соответствующие методы и технологии построения распределенной открытой информационной среды инноваций.
Таким образом, актуальна задача разработки методов и информационных технологий построения и функционирования информационной среды развития инноваций, которая должна быть целостной в смысле охвата всех этапов жизненного цикла, многофункциональной, открытой, расширяемой и наделенной потенциалом к саморазвитию. Предложенное в работе решение поставленной проблемы опирается на результаты научных исследований и технологических разработок в области теории систем и системного анализа С.В.Емельянова, Ю.С.Попкова; в области функционально-целевого подхода и концептуального моделирования В.А.Путилова и В.В.Фильчакова; в области представления знаний в информационных системах А.В.Смирнова; в области имитационного моделирования Дж.Форрестера, Ю.Н.Павловского; в области распределенных информационных систем А.П.Афанасьева, К.Аберрера, С.Марша.
Цель работы состоит в разработке методов и технологий получения и обработки информации для задач управления инновационным развитием региональной экономики, ориентированных на создание открытой расширяемой многофункциональной информационной среды инновационной деятельности, обеспечивающей комплексную информационную поддержку задач управления и принятия решений на всех этапах жизненного цикла инноваций.
Для достижения поставленной цели автором решены следующие основные задачи:
-
Разработка технологии логической интеграции технологически и семантически разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций, обеспечивающей формирование единого информационного пространства инноваций.
-
Разработка метода автоматизированного синтеза и оценки потенциальной эффективности виртуальных бизнес-структур, ориентированных на реализацию инновационных проектов, (инновационных структур), работоспособного в условиях неполных слабоструктурированных разнородных исходных данных.
-
Разработка методов и технологий формирования и функционирования проблемно-ориентированных одноранговых информационных сред поддержки инноваций, обеспечивающих открытость, расширяемость и отказоустойчивость распределенной среды, реализующей единое информационное пространство инновационной деятельности.
-
Разработка комплекса системно-динамических моделей типовых составляющих инновационных процессов и технологии дистанционного формирования и управления имитационными моделями инновационной деятельности, обеспечивающими прогнозирование результативности инноваций.
Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач используются методы концептуального моделирования, системной динамики, элементы теории множеств, теории графов, математической логики и инженерии знаний, методы построения распределенных информационных систем.
Научная новизна работы заключается в том, что предложен комплекс методов и технологий формирования открытой расширяемой информационной среды инновационной деятельности, обеспечивающей неявное управление инновационным развитием региональной экономики через создание благоприятных условий для зарождения и развития инноваций и информационную поддержку инновационных процессов на всех этапах их жизненного цикла. Основные аспекты научной новизны:
-
Формализованная концептуальная модель виртуальной бизнес-среды информационной поддержки инноваций, обеспечивающая автоматизированный синтез и оценку потенциальных инновационных структур.
-
Метод автоматизированного синтеза и оценки эффективности виртуальных бизнес-структур на основе неполных слабоструктурированных разнородных данных, поддерживающий прямой, обратный и двунаправленный синтез.
-
Метод интеграции онтологии разнородных ресурсов инноваций на базе расширяемого тезауруса, обеспечивающий высокий уровень автоматизации
процесса интеграции за счет совмещения фаз формирования и использования тезауруса.
-
Методы и технологии формирования и функционирования проблемно-ориентированных открытых одноранговых распределенных информационных сред для предметных областей, представимых в виде древовидных концептуальных моделей.
-
Информационная технология дистанционного формирования моделей и управления процессом имитационного моделирования инноваций на основе комплекса системно-динамических моделей типовых инновационных процессов, реализуемая в рамках архитектуры «тонкий клиент».
Актуальность и научная новизна работы подтверждаются включением ее результатов в число важнейших итогов исследований РАН в 2004 г. (разработка технологии федеративного доступа к семантически разнородным базам данных для интегрированных региональных проблемно-ориентированных информационных систем), а также в число научных достижений Российской академии наук в 2007 г. (раздел «Проблемы создания глобальных и интегрированных информационно-телекоммуникационных систем и сетей на основе технологий GRID»).
Практическая ценность. В основу диссертационной работы положены результаты, полученные автором в ходе исследований, проводимых по планам научно-исследовательских работ Института информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского научного центра РАН в период с 1999 по 2009 годы: «Проблемно-ориентированные региональные информационные системы (Севера России)» (№ гос.регистрации 01.9.60 000721), «Интегрированные региональные системы науки и образования» (№ гос.регистрации 01.99.00 10288), «Интегрированные концептуально-динамические модели устойчивого социально-экономического развития северных регионов России (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 01.99.00 10286), «Методы и модели синтеза стратегий устойчивого развития региональных социально-экономических систем (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 01.200.2 09390), «Методы и модели структурного синтеза проблемно-ориентированных региональных информационных систем» (№ гос.регистрации 01.200.2 09393), «Информационные технологии управления инновационным развитием региона (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 0120.0 502662), «Информационные технологии региональных макросистем» (№ гос.регистрации 0120.0 502661), «Информационные технологии управления развитием регионального научно-образовательного комплекса» (№ гос.регистрации 0120.0 850591), «Методы и технологии информационного обеспечения жизненного цикла инноваций» (№ гос.регистрации 0120.0 850592).
Результаты работы использованы в рамках реализации Программы фундаментальных исследований ОНИТ РАН, проект № 2.6. Отдельные направления исследований поддержаны грантами РФФИ (проекты № 08-07-00301, № 07-07-96900, № 05-07-90050-в, №06-07-01808). Работы проводились в рамках ведущей научной школы РФ по разработке и развитию информационных технологий поддержки управления региональным развитием (НШ-8249.2006.9).
Полученные в работе результаты использовались при разработке Стратегии социально-экономического развития Мурманской области до 2025 года.
На основе проведенных исследований и научных разработок получены следующие практически значимые результаты.
Разработана мультиагентная система информационной поддержки инновационной деятельности, обеспечивающая формирование и оценку потенциально эффективных инновационных структур. В рамках системы осуществляется интеграция и автоматизированная децентрализованная обработка распределенных информационных ресурсов инноваций на базе взаимодействия программных агентов, имеющих гибридную архитектуру. Разработка отмечена дипломами всероссийских и международных выставок инновационных продуктов и технологий (Диплом VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций. Москва, 2008 г.; Международная выставка-конгресс «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции». Санкт-Петербург, 2008 - диплом и серебряная медаль).
Разработана система логической интеграции технологически и семантически разнородных веб-ресурсов инноваций. Система обеспечивает унифицированный доступ к веб-ресурсам инновационной тематики. Проблема технологической разнородности решается применением программных агентов-адаптеров ресурсов. Проблема семантической неоднородности решается путем описания семантики объединяемых ресурсов в виде онтологии и последующей их интеграции с помощью общесистемного тезауруса идентификационных атрибутов.
Разработан комплекс системно-динамических моделей инновационных процессов, позволяющий исследовать динамику и результативность рыночной диффузии инновации. Модели реализованы в среде системно-динамического моделирования Powersim. Модели используются рабочей группой по информационно-аналитическому обеспечению Стратегии экономического развития Мурманской области до 2015 года для исследования динамики инновационных процессов в различных областях хозяйственной деятельности региона.
На основе полученных в работе практических результатов сформирована виртуальная бизнес-среда информационной поддержки инновационного развития Мурманской области, развернутая на базе Мурманского регионального инновационного бизнес-инкубатора и некоммерческого партнерства «Технопарк -Апатиты», при поддержке Министерства экономического развития Мурманской области.
Научная апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 25-ти международных и всероссийских конференциях и совещаниях в гг. Москва, Санкт-Петербург, Самара, Петрозаводск, Мурманск, Апатиты, Вена (Австрия), Рованиеми (Финляндия). В частности, на следующих научных мероприятиях:
Международный конгресс конференций «Информационные технологии в образовании». Москва, 2003 и 2005 гг.
Международная конференция «Информационные технологии в управлении жизненным циклом изделий». Санкт-Петербург, 2003.
16th International DAAAM Symposium "Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Young Researchers and Scientists" 19-22 October 2005. DAAAM International Vienna, 2005.
17th International Daaam Symposium "Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Mechatronics & Robotics" 8-11th November 2006 DAAAM International Vienna, 2006.
VII и VIII международная конференция «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». Самара, 2005, 2006 гг.
Научно-практическая конференция «Цели развития тысячелетия и инновационные принципы устойчивого развития арктических регионов России. Социокультурная среда современного общества: гармоничность и толерантность как основа устойчивого развития». С-Петербург, 2008 г.
IV Международная конференция «Параллельные вычисления и задачи управления РАСО '2008». Москва, 2008 г.
Научная Сессия ОНИТ РАН «Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений». Москва, 2008 г.
V, VI, VII Всероссийская школа-семинар «Прикладные проблемы управления макросистемами». Апатиты, 2004, 2006, 2008 гг.
II Международная научно-практическая конференция «Инновационное развитие российской экономики». Москва, 2009 г.
I, II, III Всероссийская научная конференция «Теория и практика системной динамики». Апатиты, 2004, 2007, 2009 гг.
Первая, вторая и третья Международная конференция «Системный анализ и информационные технологии» (САЙТ), 2005, 2007, 2009 гг.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Метод автоматизированного синтеза и оценки виртуальных бизнес-структур обеспечивает формирование потенциально эффективных инновационных структур на различных, в том числе - начальных фазах жизненного цикла инноваций в условиях неполных слабоструктурированных семантически разнородных исходных данных.
-
Метод интеграции онтологии семантически разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций, основанный на пополняемом общесистемном тезаурусе. Метод обеспечивает эффективную (в смысле затрат ручного труда) логическую интеграцию семантически и технологически разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций и позволяет гибко формировать единое информационное пространство инновационной деятельности на базе существующих и вновь создаваемых информационных ресурсов инновационной тематики.
-
Технология формирования и поддержки распределенного адресного реестра в одноранговых распределенных системах информационной поддержки инноваций. Технология основана на привязке узлов к древовидной концептуальной модели предметной области и позволяет обеспечить открытость виртуальной бизнес-среды инноваций, повысить ее отказоустойчивость и масштабируемость за счет логически децентрализованной реализации общесистемного каталога узлов.
-
Метод генерализации бизнес-предложений на базе древовидных концептуальных моделей предметной области обеспечивает повышение адекватности объемов передаваемых данных информационным запросам пользователей и, за счет этого, снижение нагрузки на коммуникационную сеть.
-
Технология формирования виртуальных бизнес-площадок, позволяет повысить эффективность межагентных информационных коммуникаций и снизить нагрузку на коммуникационную сеть за счет сокращения межузловых
взаимодействий в распределенной агентной среде информационной поддержки инноваций. 6. Технология дистанционного формирования и управления системно-динамическими (СД) моделями, в совокупности с комплексом СД-моделей инновационных процессов, представляет эффективный инструмент для информационного обеспечения процессов поддержки принятия решений в области управления инновационной деятельностью.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 62 печатных работы в центральных, зарубежных и региональных изданиях (13 из них - в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных работ). Результаты работы изложены в отчетах по плановым НИР Института информатики и математического моделирования технологических процессов КНЦ РАН, отчетах по Программе фундаментальных исследований ОНИТ РАН (проект № 2.6). Список публикаций приведен в конце автореферата.
Задачи, решаемые участниками инновационного процесса
В основу диссертационной работы положены результаты, полученные автором в ходе исследований, проводимых по планам научно исследовательских работ Института информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского научного центра РАН в период с 1999 по 2009 годы: «Проблемно-ориентированные региональные информационные системы (Севера России)» (№ гос.регистрации 01.9.60 000721), «Интегрированные региональные системы науки и образования» (№ гос.регистрации 01.99.00 10288), «Интегрированные концептуально динамические модели устойчивого социально-экономического развития северных регионов России (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 01.99.00 10286), «Методы и модели синтеза стратегий устойчивого развития региональных социально-экономических систем (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 01.200.2 09390), «Методы и модели структурного синтеза проблемно-ориентированных региональных информационных систем» (№ гос.регистрации 01.200.2 09393), «Информационные технологии управления инновационным развитием региона (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 0120.0 502662), «Информационные технологии региональных макросистем» (№ гос.регистрации 0120.0 502661), «Информационные технологии управления развитием регионального научно-образовательного комплекса» (№ гос.регистрации 0120.0 850591), «Методы и технологии информационного обеспечения жизненного цикла инноваций» (№ гос.регистрации 0120.0 850592). Результаты работы использованы в рамках реализации Программы фундаментальных исследований ОНИТ РАН, проект № 2.6. Отдельные направления исследований поддержаны грантами РФФИ (проекты № 08-07-00301, № 07-07-96900, № 05-07-90050-в, №06-07-01808). Работы проводились в рамках ведущей научной школы РФ по разработке и развитию информационных технологий поддержки управления региональным развитием (НШ-8249.2006.9).
Полученные в работе результаты использовались при разработке Стратегии социально-экономического развития Мурманской области до 2025 г.
На основе проведенных исследований и научных разработок получены следующие практически значимые результаты.
Разработана мультиагентная система информационной поддержки инновационной деятельности, обеспечивающая формирование и оценку потенциально эффективных инновационных структур. В рамках системы осуществляется интеграция и автоматизированная децентрализованная обработка распределенных информационных ресурсов инноваций на базе взаимодействия программных агентов, имеющих гибридную архитектуру. Разработка отмечена дипломами всероссийских и международных выставок инновационных продуктов и технологий (Диплом VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций. Москва, 2008 г.; Международная выставка-конгресс «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции». Санкт-Петербург, 2008 - диплом и серебряная медаль).
Разработана система логической интеграции технологически и семантически разнородных веб-ресурсов инноваций. Система обеспечивает унифицированный доступ к веб-ресурсам инновационной тематики. Проблема технологической разнородности решается применением программных агентов-адаптеров ресурсов. Проблема семантической неоднородности решается путем описания семантики объединяемых ресурсов в виде онтологии и последующей их интеграции с помощью общесистемного тезауруса идентификационных атрибутов.
Разработан комплекс системно-динамических моделей инновационных процессов, позволяющий исследовать динамику и результативность рыночной диффузии инновации. Модели реализованы в среде системно-динамического моделирования Powersim. Модели используются рабочей группой по информационно-аналитическому обеспечению Стратегии экономического развития Мурманской области до 2015 года для исследования динамики инновационных процессов в различных областях хозяйственной деятельности.
На основе полученных в работе практических результатов сформирована виртуальная бизнес-среда информационной поддержки инновационного развития Мурманской области, развернутая на базе Мурманского регионального инновационного бизнес-инкубатора и некоммерческого партнерства «Технопарк - Апатиты», при поддержке Министерства экономического развития Мурманской области.
Практические результаты работы используются в Мурманском региональном инновационном бизнес-инкубаторе и некоммерческом партнерстве «Технопарк - Апатиты» для решения задач информационного обеспечения инновационной деятельности, а также рабочей группой по информационно-аналитическому обеспечению Стратегии экономического развития Мурманской области до 2015 года для исследования динамики инновационных процессов в различных областях хозяйственной деятельности региона.
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 25-ти международных и всероссийских конференциях и совещаниях в гг. Москва, Санкт-Петербург, Самара, Петрозаводск, Мурманск, Апатиты, Вена (Австрия), Рованиеми (Финляндия). В частности, на следующих научных мероприятиях: - Международный конгресс конференций «Информационные технологии в образовании». Москва, 2003 и 2005 гг. - Международная конференция «Информационные технологии в управлении жизненным циклом изделий». Санкт-Петербург, 2003. - 1-я международная конференция «Системный анализ и информационные технологии». Переславль-Залесский, 2005 г.
Процедуры синтеза проблемно-ориентированных виртуальных бизнес структур
Структуризацию задачи информационной поддержки инновационной деятельности можно произвести также и в соответствии с этапами жизненного цикла инноваций. В силу очевидных весьма существенных различий во внутренней структуре и локальной целенаправленности процессов, протекающих на разных стадиях развития инновации, существенно отличаются и требования к информационной поддержке на различных этапах жизненного цикла инновации.
Наиболее расплывчато выглядит задача информационной поддержки инновации на начальном этапе ее жизненного цикла. На этапе зарождения идеи, зачастую, даже не существует конкретного объекта информационной поддержки. Идея еще не сформировалась и главная задача информационного обеспечения в данном случае заключается в создании наиболее благоприятной среды для зарождения и последующего развития инновационных идей. Чаще всего данная задача решается административными средствами — создание всякого рода технопарков, где потенциальные инноваторы могут располагать высокотехнологичным оборудованием, активно общаться друг с другом, создавая тем самым почву для зарождения новых идей [60], повышение мотивации профессионалов к инновационной деятельности путем материального поощрения генерации новых идей [12], создание развитой системы административно-правовой поддержки интеллектуальной собственности [61]. Роль информационной поддержки, тем не менее, на данном этапе также весьма высока: современные информационно-коммуникационные технологии позволяют создавать достаточно эффективные виртуальные аналоги технопарков, которые, хотя и теряют отдельные аспекты своей функциональности вследствие виртуализации, но взамен обеспечивают на порядки большее потенциальное количество участников профессионального междисциплинарного общения в поисках новых конструктивных идей. Информационная поддержка данной фазы жизненного цикла инновации сегодня, как правило, сводится в основном к созданию и поддержанию в актуальном состоянии инновационных порталов, содержащих разнородную, часто слабо структурированную, информацию об инновационных предложениях различных субъектов рынка [15, 64]. Подобные ресурсы, несомненно, играют важную положительную роль в информационной поддержке зарождения и развития новой идеи. Однако их использование подразумевает активный поиск информации со стороны потенциального участника инновационного процесса, наличие у последнего достаточно сильной мотивации к поиску, которая появляется чаще всего уже после зарождения идеи. Таким образом, инновационные порталы обеспечивают, в большей степени, поддержку второго этапа жизненного цикла нового продукта, когда осуществляется целенаправленный предметный поиск потенциальных партнеров в реализации инновационной идеи, и слабо содействуют процессу собственно зарождения, генерации замысла создания нового продукта или технологии.
Эффективность использования таких хранилищ информации, касающейся инноваций, может быть увеличена за счет частичной автоматизации ее обработки и обеспечения совместного использования территориально распределенных разнородных информационных баз. Современным средством решения задачи автоматизированной интеллектуализированной обработки разнородной информации из различных источников являются агентные технологии [30]. Программные агенты, будучи способными к целенаправленным активным действиям от лица своих владельцев, позволяют автоматизировать не только предметный поиск информации в разнородных территориально рассредоточенных источниках, но и обеспечивают возможность поиска решений в условиях нечеткой постановки задачи, создавая тем самым принципиальную возможность частичной автоматизации процесса генерации новой идеи.
Важной проблемой, которую необходимо решить для успешного использования агентных технологий автоматизированной обработки информации, является семантическая неоднородность информационных ресурсов инноваций. Чаще всего, рассматривая проблему совместного использования распределенных разнородных ресурсов, имеют в виду их технологическую неоднородность - различный формат баз данных, различные программно-аппаратные платформы, на базе которых работают информационные хранилища и т.п. Решение проблемы технологической разнородности информационных ресурсов не представляет большой трудности при сегодняшнем уровне развития информационно-коммуникационных технологий, гораздо более важной становится проблема установления смысловой идентичности информационных элементов. Информационные ресурсы одной предметной области могут содержать отличающиеся внешне термины, понятия, сущности, которые, тем не менее, могут быть семантически связанными, близкими по смыслу, и, наоборот, имея одинаковые названия, могут нести абсолютно разную смысловую нагрузку. Эффективным средством описания и анализа семантики разнородных ресурсов являются сетевые модели представления знаний [28], в частности - онтологии [27] и концептуальное моделирование предметной области [20].
Этапы, связанные с маркетингом инновационного продукта, являются сферой применения технологий инновационного менеджмента. Главной проблемой здесь является выработка наиболее эффективных управленческих решений, связанных с разработкой концепции нового продукта, выбором маркетинговой стратегии продукта, оптимальным ценообразованием. Инновационный менеджмент является сложной и динамичной задачей, при этом процесс принятия решений, часто являющихся «вопросом жизни и смерти» компании, практически - не поддается автоматизации и основывается лишь на опыте лица, принимающего решение. Принятие решений на таком уровне сложности, тем не менее, можно существенно облегчить за счет использования формализованных моделей и адекватных задаче справочных систем, образующих системы поддержки принятия решений (СППР), синергетически соединяющие в себе познавательный процесс с компьютерными вычислениями. Методологическую и технологическую основу СППР уровня стратегического планирования (а именно такого уровня системы применимы в сфере информационной поддержки инноваций, когда из-за сложной многопараметрической структуры задачи невозможно применение классических компьютерных механизмов принятия решений) составляют компьютерные имитационные модели рыночных процессов [92].
Технологии проблемно-ориентированных агентных одноранговых исинноваций
Уточнение параметров бизнес-проекта является факультативной функцией метода: синтезированные на первых двух этапах работы метода структуры могут подвергаться дальнейшему анализу и проработке в ручном режиме. Однако, в случае, когда количество удовлетворительных вариантов бизнес-структур велико, более эффективным и менее трудоемким путем будет «коллективное» (опосредованное - через агентов, представляющих субъектов инноваций и их бизнес-предложения в виртуальной бизнес-среде) доопределение параметров проекта. Это открывает возможность для более глубокой оценки потенциальной эффективности инновационных проектов в автоматизированном режиме с помощью модифицированных вычислительных процедур расчета экономической эффективности и временных параметров бизнес-проекта, а также процедур оценки надежности входящих в инновационную структуру бизнес-партнеров.
Для получения более адекватных оценок потенциальной эффективности вариантов инновационных структур, ориентированных на реализацию некоторого инновационного проекта, на заключительных стадиях их анализа используется имитационное моделирование на базе комплекса системно-динамических (СД) моделей инновационных процессов.
Формальную основу для автоматизированного формирования проблемно-ориентированных виртуальных бизнес-структур составляет концептуальная модель виртуальной бизнес-среды инноваций (КМ ВБС). Модель описана в виде теоретико-множественных отношений.
Концептуальная модель виртуальной бизнес-среды инноваций, ориентированной на агентную реализацию, представляет собой следующий набор множеств: ЕВБС = is R RC К? BI p BP BS BPL Л, I, Attr). (2.1) 116 Основными элементами, образующими ее состав, являются: S - множество субъектов инновационной деятельности; R - множество ресурсов инноваций; RC- множество классов ресурсов; RF - иерархический классификатор предметных областей бизнес-предложений; BI - множество бизнес-предложений, связывающих субъектов инноваций с реализуемыми ими бизнес-процессами; Р - множество бизнес-процессов; ВР - множество бизнес-проектов; BS - множество бизнес-структур; BPL - множество бизнес-планов, в рамках которых реализуются инновационные бизнес-проекты; А - множество агентов субъектов инноваций, представляющих интересы своих хозяев в распределенной агентной виртуальной бизнес-среде инновационной деятельности; /- отношения на множествах элементов концептуальной модели (КМ); A ttr— множество атрибутов элементов концептуальной модели. Субъект инновационной деятельности описывается в КМ набором атрибутов: S = ( Gs , RLS , PDS , NadS ), (2.2) где G - множество целей субъекта, заданных в терминах инновационных ресурсов; то есть G — это множество ресурсов, в получении которых заинтересован субъект; на множестве Gs может задаваться отношение иерархии; множество целей субъекта инноваций определяет логику поведения программного агента, представляющего субъект в виртуальной бизнес-среде; о RL - множество ролей субъекта, задающее возможные типы агентов, представляющих субъекта в виртуальной бизнес-среде; Nad - надежность субъекта инноваций как бизнес-партнера; 117 PD - множество параметров, описывающих персональные данные о субъекте инновационной деятельности: PD = { fio , orgz , post , ctr , adr , tel , mail , www }, (2.3) где/zo, - имя субъекта бизнес-процесса; orgzt - организация, которую представляет этот субъект; post, - занимаемая субъектом должность; ctr І - страна; adr І - текущий адрес; tel І - номер телефона; maili - адрес электронной почты; wwWf - ссылка на Web-сайт субъекта инноваций. Под ресурсами инновационной деятельности в КМ ВБС понимаются всякие потребляемые или производимые в результате экономической деятельности материальные или нематериальные (информационные) объекты. На множестве ресурсов задано отношение классификации (описано далее).
Класс ресурса определяет обобщенную группу продуктов реализации бизнес-процесса и его входных (в том числе - информационных) ресурсов. К элементам множества классов относятся: - метод; - технология; - изделие; - инвестиционный пакет; - сырье; - и т.д.
Множество RF представляет собой дерево определителей предметных областей бизнес-предложений. В практической части работы в его качестве используется общий классификатор видов экономической деятельности -ОКВЭД [36].
Бизнес-предложения являются объектом регистрации в виртуальной бизнес-среде со стороны субъектов инновационной деятельности. Будучи связанным с зарегистрировавшим его субъектом, с одной стороны, и с реализующим его бизнес-процессом (представленном в ВВС программным агентом) - с другой, бизнес-предложение, таким образом, связывает субъекта инноваций с реализуемыми им бизнес-процессами. Бизнес-предложение характеризуется следующими атрибутами: BIName - идентификатор бизнес-предложения; ВІТуре - тип бизнес-предложения (покупка, продажа, обмен, производство, сотрудничество, ...); BlObj - объект бизнес-предложения, область значений - множество R; BlOwnr — идентификатор субъекта, инициировавшего бизнес-предложение, область значений - множество S; BIDescr - описание бизнес-предложения, представляющее собой структуру: BIDescr = AT,Descr , где АТ={(ашрибут,значение)} - множество атрибутов, описывающих бизнес-предложение, Descr — описание бизнес-предложения на естественном языке; (для неструктурированных бизнес-предложений АТ=0); атрибутами предложения могут быть, в том числе, требуемые ресурсы, его временные параметры, предметная область.
Бизнес-процесс (БП) является обобщенным формализованным описанием бизнес-предложения в виде некоторой совокупности функций, в ходе выполнения которой потребляются и создаются определенные ресурсы. Вход и выход бизнес-процесса задается соответствующими отношениями на множествах процессов и ресурсов, определенными далее в данной главе.
Бизнес-структура представляет собой связанную совокупность бизнес-процессов, в ходе реализации которых некоторый набор входных ресурсов преобразуется в набор выходных ресурсов. Бизнес-структура может рассматриваться как укрупненный бизнес-процесс, преобразующий некоторые входные ресурсы в выходные, то есть BS аР . Таким образом, бизнес-процессы имеют древовидную организацию: каждый БП, за исключением «листовых», есть связанная совокупность бизнес-процессов нижележащего уровня. В соответствии с теоремой о покрытии [23], доказанной для древовидных иерархических систем, реализация всех составляющих бизнес-процесса, эквивалентна реализации данного процесса.
Использование результатов работы в задачах управления инновационным развитием региональной экономики
Основной функцией виртуальной бизнес-среды инновационной деятельности является формирование потенциально эффективных инновационных структур на основе описаний инновационных предложений в рамках единого информационного пространства инноваций. При этом синтез потенциальных инновационных структур не является некой «разовой» задачей, требующей всеобъемлющего, но однократного решения. Напротив, для обеспечения инновационного развития экономики процессы формирования и развития инновационных идей (и, соответственно, реализующих их экономических структур) должны быть перманентными и эффективными. Это значит, что виртуальная бизнес-среда должна быть жизнеспособной и минимально зависящей от внешних воздействий, подталкивающих ее к развитию, то есть - саморазвивающейся.
Для эффективного решения этой задачи, во-первых, нужно чтобы было в достатке «сырья» для синтеза инновационных структур, то есть инновационных предложений. Сдерживающим фактором для возрастания их количества является трудоемкость процесса формулирования и регистрации инновационных предложений в рамках ВБС. По крайней мере, это действие требует заметных временных затрат, пойти на которые субъекты экономической деятельности вообще, и инновационной - в частности, как правило, по объективным причинам не готовы. На активное использование субъектами инноваций возможностей, предоставляемых виртуальной бизнес-средой, можно надеяться лишь после того, как ВБС зарекомендует себя в бизнес-сообществе как эффективный инструмент информационной поддержки инновационного бизнеса. На начальном же периоде функционирования виртуальной бизнес-среды надеяться на быстрое пополнение пула инновационных предложений вряд ли возможно.
Однако, сегодня в рамках различных информационных ресурсов инноваций (прежде всего - Интернет-ресурсов) уже накоплен достаточно большой багаж бизнес-предложений в том числе и инновационной тематики, которые могут стать составной частью новых бизнес-проектов, направленных на создание инновационных продуктов и технологий. Однако, все эти ресурсы крайне разнородны.
Разнородность ресурсов проявляется как на уровне используемых технологий и форматов хранения данных, так и на уровне семантики содержащейся в них информации. Для того, чтобы свободно использовать эти ресурсы в рамках открытой виртуальной бизнес-среды инновационной деятельности необходимо решить обозначенные проблемы технологической и семантической разнородности. На это направлены рассматриваемые в данной главе метод интеграции онтологии на базе расширяемого тезауруса и основанная на нем технология логического объединения разнородных информационных ресурсов инноваций.
Вторым необходимым условием жизнеспособности виртуальной бизнес-среды является ее открытость, расширяемость и потенциал к самоорганизации.
Для инноваций характерно, так называемое, основное экономическое противоречие инновационной деятельности — финансовая и организационная обособленность участников инновационного процесса. В создание инновационного продукта вовлечены субъекты хозяйственной деятельности-, относящиеся не только к юридически и финансово обособленным организациям, но и к разным отраслям экономики. Следствием этого факта является отсутствие, в общем случае, единого, централизованного управления процессом создания инновационного продукта, функциональная и организационная разнородность участников.
При проецировании таких разнородных структур и систем управления на задачи администрирования в плоскости информационного обеспечения инноваций, заметно сужается круг потенциально применимых архитектур информационных систем. Централизованное управление, жестко регламентированные процедуры оперирования информацией, характерные для корпоративных информационных систем, не подходят для информационного обеспечения инновационных процессов, отличающихся большим разнообразием и разнородностью состава участников, решаемых на различных фазах жизненного цикла инновации частных задач информационной поддержки, используемых для этого информационных ресурсов и технологий. Разнородность и территориальная распределенность участвующих в инновационном процессе субъектов, вкупе с динамичностью их состава и параметров, обусловливает необходимость того, чтобы информационная среда развития инноваций была открытой, расширяемой, способной развиваться на протяжении длительного времени в условиях полного отсутствия или минимального объема внешнего управления, то есть саморазвивающейся. Для решения задачи построения подобной среды во второй части данной главы предложены методы и технологии формирования и обеспечения функционирования децентрализованных одноранговых агентных информационных систем поддержки инноваций.
Рассматриваемые в данной главе методы и технологии являются конкретизацией и расширением существующих технологий интеграции информационных ресурсов, агентных технологий и технологий одноранговых информационных систем для конкретной предметной области - инновационной деятельности. Их новизна заключается в активном оперировании семантикой-информационных элементов при решении технологических проблем, возникающих на разных этапах построения и поддержки функционирования открытой расширяемой саморазвивающейся виртуальной бизнес-среды. Предложенный метод интеграции онтологии разнородных информационных ресурсов инноваций, основанный на автоматически расширяемом общесистемном тезаурусе, отличается от аналогов совмещением фаз формирования и использования тезауруса, что позволяет повысить степень автоматизации процессов интеграции онтологии. Рассматриваемые методы создания и поддержки проблемно-ориентированных одноранговых агентных информационных систем ориентированы на предметные области с древовидной структурой, что обеспечивает возможность создания и последующего использования специфических программно-алгоритмических механизмов, повышающих эффективность функционирования открытой расширяемой виртуальной бизнес-среды.
Похожие диссертации на Методы и технологии комплексного информационного обеспечения управления инновационным развитием региональной экономики
