Пространство научно-инновационного процесса

Значительная эволюция понятия и содержания научно-инновационного процесса задает изначальный тренд характерным чертам структурных изменений научно-инновационного процесса. При этом рассматривается широкое понятие научно-инновационного процесса, близкое к представлению о научно-инновационном развитии. Научно-инновационный процесс – это процесс создания, освоения производства и распространения новых продуктов и технологий с целью повышения степени инновационного развития предприятий, регионов, страны.

Научно-инновационный процесс объективно представлялся ранее как распределенная во времени последовательная цепочка этапов – научных исследований, разработок, освоения новых технологий в производстве.

Современный научно-инновационный процесс принципиально отличается от данного представления. Процесс постепенно становится все более «квантованным», то есть указанные этапы выполняются вне непосредственной связи друг с другом, а по потребности создания конечного продукта – новшества, а затем инновации. Результаты каждого этапа могут быть заказаны, а в ряде случаев выбраны с определенной доработкой. Это происходит, поскольку в условиях экономики, основанной на знаниях, появляется возможность свободного доступа к знаниям (к научным знаниям, разработкам) со стороны заинтересованных лиц, в первую очередь, предпринимателей. Последние и сами в состоянии теперь проводить разработки новшеств. С другой стороны, могут меняться функции субъектов по мере выполнения научно-инновационного процесса. Все это подтверждает тотальный характер инновационной деятельности.

1.1.1. Три источника и три составные части

НИП.

Сохраняется тренд в продуцировании научно-инновационного процесса на основе разных форм познания – науки, изобретательства и опыта, с усилением роли взаимосвязи фундаментальных научных исследований и изобретательской деятельности с подключением предпринимательства.

Например, уже с 16-го века происходила взаимозависимость науки и приборостроения, науки и ремесленничества: Галилео Галилей сам придумал телескоп, полировал стекло, которое сделали ремесленники. Мировая торговля предопределила потребность в телескопах для наблюдения за кораблями. Изготовление печатного пресса привело к возможности распространения идеи вращения планет по орбитам, выдвинутой Галилеем, и тогда только научное сообщество приняло идею Галилея. Через 200 лет предприниматель Джон Хукер дал деньги на построение телескопа ученому Эдвину Хабблу, который с помощью ряда изобретений (в частности спектрографа) открыл эффект разбегания галактик.

Вместе с тем, была подготовлена почва для становления науки в качестве непосредственной производительной силы и дан толчок становлению организации научно-инновационной деятельности как относительно обособленной от производства структуры, своих механизмов организации и управления.

Сейчас процесс взаимодействия исследований и изобретательства развивается значительно быстрее, усиливается, особенно в высокотехнологичных отраслях.

Три источника НИП – это Фундаментальная Наука, потребность производства и общества, опыт – изобретательство – бизнес.

Наука – главное и все более единственное, – математическое предвидение и расчеты, точное и дорогое измерительное и иное исследовательское оборудование, технологии и реальные процессы – микро атом нано кванто, био, вселенная – неподвластные изучению без математики и моделирования и спецоборудования, неподвластные опытному изобретательству.

Три составные части НИП (ФИ в части зарождения идей, Прикладные исследования или Научные разработки, коммерциализация или инновационный процесс или инновации), отражают –

– для общества, общественной деятельности принципиально различные цели: познание, создание, производство;

– для экономики принципиально различные цели: будущие потребности и новые сегменты рынка, текущие потребности и завоевание существующих сегментов рынка, коммерческий эффект и получение прибыли.

Новизна подхода к определению сущности НИП и его стадий заключается в выделении цели в качестве основного признака классификации. Цель «оправдывает, устанавливает, формирует» необходимое содержание работ стадий и всего процесса.

Для классификации научно-инновационного процесса по стадиям выбран признак, характеризующий весь процесс в целом. Содержание каждой стадии должно отражать определенную ступень моделирования производства машины, продукта – конечной цели процесса. Обновление моделей техники является единым процессом смены принципиальных решений, смены производства образцов, смены моделей техники, а также смены технологии и расширения области ее применения. Это обусловливает необходимость строгой целевой последовательности каждой стадии. Поэтому цель выполнения стадий может считаться наиболее приемлемым основанием для классификации. Этот признак определяет соответствующие средства и пути выполнения стадий, систему организаций, в которых они проводятся, и формы использования их результатов. Объективность этого признака классификации не изменилась.

При этом теоретические исследования (т.е. разработка теорий) не включаются в содержание НИП, а входят в сущность фундаментальной науки.

Стадия 1 – исследование по отбору научных идей (ОИ) имеет целью поисковую проработку теорий и отбор в определенных областях знаний идей и закономерностей, имеющих научно-практический интерес в современных условиях, и указание областей их приложения, научных направлений.

Стадия 2 – поисковое исследование (ПИ) имеет целью определение возможностей и условий широкого использования отобранных научных идей и закономерностей для создания принципиально новой техники, технологии по данному научному направлению.

Стадия 3 – прикладная научно-исследовательская работа (НИР) имеет целью определение наиболее совершенной схемы условий и требований, а также экономической целесообразности для применения технической идеи, способа, принципа к разработке базовой новой машины, технологии, методов управления, организации производства и труда.

Стадия 4 – разработка (Р) имеет целью разработку новой, наиболее совершенной конструкции изделия, машины, прогрессивной технологии получения продукта, современного метода управления и организации производства и труда, а также разработку рабочей документации, необходимой для освоения промышленного производства новых машин, продуктов и т.п.

Стадия 5 – освоение (О) – имеет целью запуск в промышленное производство нового изделия, машины, технологии, продукта с проектными технико-экономическими параметрами.

Третья составляющая НИП – это производственное освоение инноваций и их распространение, т.е. включает производство, продажу и распространение нового продукта, т.е. распространение новых технических решений, нововведений, инноваций, новшеств, новых продуктов и технологий, услуг по широкому кругу сфер деятельности.

Отсюда очевидно сохранение некоторого взаимонепонимания между учеными и инженерами, инженерами и технологами. Оно будет всегда, постоянно его требуется разъяснять, преодолевать.

В более широком смысле различие в понимании иллюстрирует известная притча.

«Инженер, физик-экспериментатор, физик-теоретик и философ встретились на прогулке в горах Шотландии. Поднявшись на одну из вершин, на соседней они увидели черную овцу.

Посмотрите, в Шотландии овцы черные, – сказал инженер.Некоторые шотландские овцы черные, – поправил его физик-экспериментатор.Физик-теоретик после долгих раздумий воскликнул:– Правильнее было бы сказать: одна из шотландских овец черная.По крайней мере, с одной ее стороны, – подвел итог философ».

Остаются разными цели фундаментальных и прикладных исследований, граница между ними. Однако объективизируется тенденция на нивелирование границ между этими видами исследований в ряде высокотехнологичных областей, где иначе вообще невозможно получить практический результат, новый продукт. На конкретных примерах рядом ученых показано, что в области нанотехнологии объективно принципиально невозможно отделить выполнение прикладных разработок от экспериментальных фундаментальных исследований и нанопроизводство от научного эксперимента. Такова структуралистская концепция теории в сфере современной технонауки.

В высокотехнологичной экономике в постиндустриальную эру во всех отраслях производства товаров и услуг ведущую роль начинают играть прорывные технологии, т.е. принципиально новые технологии, созданные в результате выполнения фундаментальных научных исследований и вытекающего из них дальнейшего проведения научно-инновационного процесса.

Следует подчеркнуть, что доминирование в постиндустриальном экономическом развитии прорывных технологий может быть возможным только вследствие существенного повышения роли фундаментальной науки, расширения пространства науки и фундаментальной науки в особенности. Усиленное создание принципиальных новшеств ведет к неизбежности более частых и радикальных технологических рывков. Например, по заявлению акад. Е.П. Велихова все суперкомпьютеры сегодня в 2014 году имеют меньшую мощность, чем мозг одного человека, а через 5 лет – один новый суперкомпьютер будет иметь мощность мозга всего человечества. Распространение принципиальных нововведений для реализации потенциальной эффективности в широком поле сферы удовлетворения потребности существенно усложняет процесс коммерциализации без потери высокой степени новизны и сбалансированности в отраслях применения.

Наши расчеты наряду с исследованиями других ученых (например, В.Карачаровский) показывают, что затраты на технологические инновации в расчете на одного работающего (тыс. руб.) растут существенно быстрее по сравнению с объемом инновационной продукции в расчете на одного работающего (тыс. руб.) – по ряду обрабатывающих отраслей. Это указывает либо на снижение отдачи от научно-технических разработок, но! – либо на повышение стоимости «добычи» знаний.

В результате НИП создаются модели продукции, техники разной степени новизны и комплексности. Создаются модели с новым, неизвестным до сих пор принципом действия, или так называемая принципиально новая техника, модели с новой схемой конструкции или технологии (касательно всей машины или важнейшей ее части), модели с усовершенствованной конструкцией или технологией. По составу модели может быть выделено – отдельное устройство, комплекс, технологический ряд машин, система.

В ряде случаев могут быть использованы понятия относительно новизны новшеств, инноваций, такие как – прорывное новшество, инновация или прорыв на мировой рынок, высококонкурентоспособное, конкурентоспособное, впервые на внутреннем рынке, а с другой стороны «реверсные» инновации – упрощенные, для массового потребителя. Также может быть использовано понятие стратегическое новшество, инновация, т.е. отвечающая стратегии развития, инновационной стратегии.

Оценка продолжительности НИП в настоящее время остается актуальной проблемой с позиций скорейшего завоевания сегмента рынка в конкурентной борьбе.

Методика измерения достоверной и представительной величины продолжительности НИП, проверенная на ряде областей науки и отраслей экономики, может быть следующей:

– прямое измерение продолжительности отдельных НИП;

– вероятностный подход для представительной оценки средней величины: математическое ожидание суммы продолжительности отдельных стадий НИП не входящих в единый процесс создания определенной модели продукции на основе бета- распределений продолжительности стадий.

Следует подчеркнуть, что выполнение процесса ведет к смене технических решений разных по степени новизны.

Особо интересной является проблема скорости смены принципиально новых технических решений, технологических принципов.

Средний срок смены принципа действия машины, определенный автором по данным о смене классов оборудования – ускорителей частиц, авиационных двигателей, транспортных средств и т.п. – за период 1900 – 1965 гг (данные прогнозиста Р.Эйреса) составляет примерно 15 – 22 года. Автором анализировались также данные о смене технических решений в области разработки турбин, самолетов, автомобилей, электронной вычислительной техники. Близкие результаты получены на основе изучения патентной статистики Зубчаниновым В.В. Другие методы измерения, например, по датам регистрации открытий, являются менее представительными.

Причем полученная величина практически не меняется за длительный период (точнее постепенно уменьшается до указанной величины, а затем остается неизменной. Вместе с тем, это требует дальнейших измерений).

Этот факт указывает на достижение определенного предела возможной скорости смены технических принципов, предела, обусловленного интеллектуальными возможностями человека, поскольку технические принципы «изобретаются» одним человеком, а далее уже развиваются в базовые технические решения многими учеными и изобретателями, инженерами. Когнитивные способности человека ограничены (искусственный интеллект поможет сохранить темп, но не ускорить его) – такова наша гипотеза, подтвержденная цифрой. Скорость познания ограничена, но степень познания не ограничена. Существует предел человеческому гению и, возможно, искусственному интеллекту на биологической основе.

Рассказывает астрофизик Мартин Рис (Hi-News.ru, 17 августа 2018): «Но, конечно, возникает другой вопрос: насколько наука будет постижима для человеческого мозга? Может оказаться так, что математика теории струн в некотором смысле является верным описанием реальности, но мы никогда не сможем понять ее достаточно хорошо, чтобы проверить на фоне любого подлинного наблюдения. Тогда нам, возможно, придется ждать появления каких-нибудь пост-людей, чтобы получить более полное понимание».

В пределах технологического принципа происходит процесс смены базовых технических решений, моделей техники.

Наиболее достоверным и представительным методом измерения срока смены базовых технических решений является изучение динамики сроков регистрации изобретений – по пикам, максимальному числу выданных за год авторских свидетельств. Такая оценка была проведена автором по целому ряду областей техники в России. Аналогичная оценка была проведена Зубчаниновым В.В. в 30-ти цензовых отраслях машиностроения США в течение 50-ти лет.

Минимальный срок смены при этом оказался примерно равным 4-м годам. Здесь также наблюдается предел ускорения смены решений по причине ограниченности – по утверждению Д.Прайса на основе тестирования пригодности людей к исследованиям – «интеллектуального резерва».

Существует достаточное число данных об изобретениях и их динамике за длительный период, позволяющих продолжить такого рода исследования для определения тенденций уже в постиндустриальную эру.

Период смены технологических принципов корреспондируется со сроками смены технологических укладов, а также с периодами так называемых кондратьевских волн (около половины длины волны). Оба понятия достаточно основательно исследуются Ю.В.Яковцом и С.Ю.Глазьевым.

Можно заметить, что прорывные технологии открывают возможности для расширения производства и формируют новые секторы экономики, образующие новый технологический уклад. Смена технологических принципов характеризует период создания новых потребностей, переход к новому ключевому комплексу производств и услуг. В этом комплексе происходит разноскоростная смена технологий, не сопряженных друг с другом. Поэтому понятие технологического уклада выводится несколько искусственно.

Более опосредованной является связь смены технологических циклов и циклов Кондратьева. С экономическими колебаниями некоторых экономических индикаторов смена технологий прямо не связана, поскольку волны Кондратьева зависят от роста количества потребностей, границы циклов размыты.

В большей мере смена технологий коррелируется со среднесрочными циклами Жюгляра (колебания в объёмах инвестиций в основной капитал), с 7-11-летними циклами производства и занятости, что обнаружено Йозефом Шумпетером. При этом отмечены задержки между принятием инвестиционных решений и возведением соответствующих производственных мощностей (а также между возведением и актуальным запуском соответствующих мощностей). А это, по нашему мнению, связано с отставанием во введении новых технических решений, технологий. В целом относительная правильность чередования повышательных и понижательных фаз кондратьевских волн (каждая фаза около 20 – 25-ти лет) определяется характером группы близлежащих среднесрочных циклов, определяемых динамикой нарастания числа базовых изобретений.

Гипотеза о постоянном ускорении развития технологий и соответствующих циклов, выдвинутая Даниэлем Шмихулой, является проблематичной, вт.ч. по причине ускорения расширения видов потребностей (о чем будет отмечено ниже), а не смены принципов, принципиальных технологий.

В России происходит замедленное изменение приоритетных в соответствии с мировыми тенденциями направлений исследований (отмечается по индикаторам отечественной статистики) – неизменность структуры занятых в научно-инновационном процессе, выданных патентов по структуре областей знаний, наконец, сырьевой структуры экспорта инновационных товаров и услуг.

Имеются конкурентные в мировой науке прорывные результаты в области атомной энергетики, ряде вооружений, заделы в разработке ядерных двигателей, био-нано-инфо-когнитивных технологиях и т.д. Ученые России участвуют как равноправные партнеры во многих важнейших научных мегапроектах.

В последние годы отмечается существенный относительный рост расходов по приоритетным направлениям исследований и разработок – информационно-коммуникационные системы, индустрия наносистем и материалов, живые системы, энергетика и энергосбережение. Однако, удельный вес затрат на них невелик и составляет от 2,5 до 7% общих затрат на науку в стране. Отсюда, отставание в позиционировании страны в технологических направлениях, лидирующих в мире 1.