Лабораторный практикум

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

−практическое освоение методов SADT / IDEF для функционального моделирования инновационной деятельности и научно-технологической подготовки производства.

1.Теоретическая часть

Главными компонентами любой системы, в том числе и инновационной деятельности (инновационной подготовки производства) являются:

−совокупность целей;

−совокупность структур (организационных, производственных, технологических и т.п.), реализующих цели;

−совокупность технологий (процессов, методов, средств, алгоритмов и т.п.), реализующих систему, и

−условия существования системы, т.е. факторы, влияющие на

ее создание, функционирование и развитие.

Условия существования системы определяются функциями и принципами развития системы, ресурсами, факторами внешней среды, параметрами состояния системы. Функции1 систем технической подготовки производства в системотехнике нередко отображают в виде:

−критериев функционирования (показателей эффектив-

ности);

−целевой функции, т.е. функции в смысле математического программирования и теории оптимизации, например, многокритериальной оптимизации технологий;

−функций систем научно-технологической подготовки производства2, в том числе по системному анализу конструкций изделий и производства, системотехническому проектированию технологических процессов и средств технологического оснащения, изготовлению средств технологического оснащения (в том числе нового технологиче-

1от лат. functio – деятельность

2совокупности работ по разработке и внедрению инновационных программ и проектов, управлению: нововведениями, качеством, временем, стоимостью, рисками, персоналом, контрактами, взаимодействиями и информационными связями , в том числе постановке и на производство новой продукции и коммерциализации нововведений

201

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

ского оборудования), монтажу и отладке технологического комплекса, освоению производственных мощностей и

− функций IDEFO-моделей проектов технологической подготовки производства, т.е. функциональных моделей для формализованного описания и автоматизации процессов инновационной подготовки производства в АСТПП.

Развитие систем технической подготовки производства средствами инновационной деятельности можно определить как целенаправленный процесс изменения во времени структуры и функций систем, а также других атрибутов таких комплексов (параметров, элементного состава, свойств, связей, конструкций, технологий, ресурсов).

Система научно-технологической подготовки производства в инновационной деятельности – это совокупность взаимосвязанных процессов инновационной подготовки производства3, которые обеспечивают технологическую готовность предприятия к выпуску в установленных объемах изделий заданного уровня качества в заданные сроки при наименьших затратах. Технологическая готовность предполагает наличие на предприятии не только полных комплектов техдокументации, в том числе документации инновационных проектов, обеспечивающих изготовление инновационной продукции и реализацию технологических инноваций, но также:

−новых средств технологического оснащения, в том числе нового технологического оборудования, средств автоматизации, средств технического контроля, технологической оснастки;

−комплектов документации проектных, перспективных, директивных технологических процессов и других инновационных технологий;

−введенных в действие в ходе реализации проектов технической реконструкции или технического перевооружения производства производственных мощностей;

3 Ядром инновационных проектов и программ инновационной подготовки производства в машиностроении является система взаимосвязанных мероприятий конструкторско-технологического обеспечения высокотехнологичного производства.

202

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

− разработанных управляющих программ к мехатронному оборудованию и другому оборудованию с ЧПУ и т.д.

Главной движущей силой замены традиционных систем технологической подготовки производства на новые системы инновационной подготовки производства являются требования маркетинга (стратегического, технологического, инновационного), которые поясняют рис.1 и рис.2.

Рис.1. Динамика изменения объемов выпуска – V(t) в соотношении со спросом – Z(t) и критической программой выпуска продукции – Vкр(t)

Рис. 2. Диаграмма сокращения сроков подготовки производства4 новой техники, лет

4 Дитер И. Г. Шнайдер. Технологический маркетинг. – М.: Янус-К, 2003. 478 с.

203

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

Из рис. 1 видно, что в случае запаздывания инновационного менеджмента со сменой неконкурентоспособной продукции или задержкой расширения объемов выпуска конкурентоспособных изделий предприятие может попасть в «зону банкротства».

Для профилактики попадания производства (предприятия) в «зону банкротства» необходимо обеспечить быструю и эффективную разработку и постановку на производство новых конкурентоспособных изделий вместо старой неконкурентоспособной продукции (рис.2).

Для решения этой задачи рекомендуется использовать систему инновационной подготовки производства (инновационной деятельности), центральными разделами которой являются не только системы НИОКР, но и научнотехнологической подготовки производства (НТПП).

Выполнение комплексов работ по НТПП включает перспективную или внезаводскую НТПП, срок которой, как правило, более года, и/или если эти работы выполняют специальные организации инновационной инфраструктуры (государства, региона, отрасли). Они в плане перспективной НТПП (например, внезаводской НТПП для предприятий оборонно-промышленного комплекса, рис.3,4) осуществляют:

−технологическое прогнозирование;

−выбор принципиальной инновационной технологии5,

−разработку критических (ключевых, высоких и т.п. инновационных технологий);

−разработку единой технологии нового изделия в рамках требований Гражданского кодекса РФ (часть 4);

−технологическое обеспечение конкурентоспособности нового изделия;

−отработку конструкции нового изделия на технологичность;

−технологический форсайт;

5 например, для самолетов новых поколений – это могут быть концепции STEALTH TECHNOLOGY (stealth – скрытность) – технология производства военных самолетов, обеспечивающая пониженную радиолокационную, инфракрасную, оптическую и акустическую заметность летательных аппаратов или STOVL (Short Take-Off Vertical Landing) – в этом случае самолет сможет взлетать вертикально или с укороченной взлетно-посадочной полосы, а садиться вертикально

204

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

−технологический аудит;

−трансферт технологий и

−другие работы (рис.5).

Рис. 3. Концептуальная модель управления предприятиями ОПК

205

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

Рис. 4. Блок-схема управления6 техническим развитием предприятий ОПК:

НТПП - научно-технологическая подготовка производства; Предприятия ТПП – предприятия технологической подготовки производства (инструментальные; по производству специального оборудования; специальных средств технологического оснащения, например, промышленных роботов, элементной базы модульных, агрегатных станков и гибких производственных систем и т.д.); ОППР – опытное производство;

ГНПП – государственные научно-производственные предприятия; ГУП – государственные унитарные предприятия;

ОКР – опытно-конструкторские работы; НИР – научно-исследовательские работы.

6 Селиванов С. Г., Паньшина О. Ю. Разработка системы научно-технологической подготовки машиностроительного производства в условиях смены технологических укладов // Вестник УГАТУ. 2008. Т.10, №1(26). С.131–142.

206

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

Так же как и в НИОКР, основой разработки систем НТПП является SADT-модель (Structured Analysis Design Technique),

которая является иерархически организованной совокупностью диаграмм.

Диаграммы состоят из блоков, каждый из которых может быть детализирован на другой диаграмме. Каждый блок может рассматриваться как отдельный строго определенный объект.

Разделение такого объекта на его структурные части (блоки и дуги, составляющие диаграмму) называется декомпозицией. Декомпозиция формирует границы новой диаграммы, называемой диаграммой потомком, которая описывает все то, что связано с этим блоком и его дугами и не описывает ничего вне этой границы.

Декомпозируемый блок называется родительским блоком, а содержащая его диаграмма – родительской диаграммой. При построении диаграммы следующего уровня, дуги, касающиеся декомпозируемого блока, используются в качестве источников и приемников для дуг, которые создаются на новой диаграмме.

После завершения диаграммы ее внешние дуги стыкуются с родительской диаграммой для обеспечения согласованности.

Методология SADT реализована с помощью средств IDEF (Icam DEFinition). В рамках программы ICAM было разработано несколько графических языков моделирования, которые получили следующие названия:

−IDEF0 – для документирования процессов производства и отображения информации об использовании ресурсов на каждом из этапов проектирования систем;

−IDEF1 – для моделирования и документирования данных о внешнем окружении системы;

−IDEF2 – для моделирования и документирования поведения системы во времени;

−IDEF3 – для моделирования и документирования бизнес-

процессов.

Функциональное моделирование процессов НТПП с помощью IDEF позволяет:

−определить цели и задачи НТПП на всех иерархических уровнях проектирования (разработок);

207

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

−определить функциональную структуру системы НТПП, ее подсистем и информационную структуру, т.е. логические модели и базы данных;

−выполнить моделирование и оптимизацию высоких и

критических технологий в НТПП.

Системы IDЕF0 для функционального моделирования НТПП применяют в связи с тем, что из-за высокой сложности систем технологической подготовки производства в условиях инновационной деятельности и разработки инновационных проектов (продуктовых и технологических инноваций) ни один руководитель технологической службы уже не в состоянии без АСТПП удержать все «нити управления» процессом инновационной подготовки производства.

Для системотехнического проектирования НТПП отраслевого уровня можно воспользоваться системой BPWin 4.1 для функционального моделирования научно-технологической подготовки производства7 департаментов и корпораций (рис.5) с указанием учреждений (организаций) инновационной инфраструктуры, которые выполняют различные проекты.

Для выполнения инновационных проектов могут создаваться или на договорной основе привлекаться различные инновационные организации как типовых организационных форм: академии наук, научно-исследовательские институты, специальные конструкторско-технологические бюро, государственные научно-производственные предприятия, так и новые рыночные организации, ориентированные на инновационную деятельность. Перечислим такие учреждения инновационной рыночной экономики с указанием основной целевой ориентации.

7 лабораторное занятие в связи с ограниченными сроками работы предусматривает функциональное моделирование только функций верхнего иерархического уровня системы НТТП, рис.5.

208

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

Рис.5. Блок-схема функций научно-технологической подготовки производства департамента министерства

209

Раздел III. Функциональное моделирование инновационной деятельности

***

Справочные данные.

А. Проблемно-ориентированные инновационные организации:

−временные творческие коллективы предприятий (учреждений) – это работающие по договору творческие бригады, обеспечивающие выполнение той или иной работы инновационного проекта, требующей новаторской деятельности;

−рисковые (венчурные) подразделения предприятия или венчурные компании – это автономно управляемые производства с собственным бюджетом рискового финансирования для создания новых изделий, разработки и трансферта новых технологий;

−инкубаторы бизнеса – это организации, создаваемые в целях выращивания новых компаний. Они создаются для сдачи в аренду помещений вновь организуемым предприятиям инновационного предпринимательства, оказания услуг мелким рисковым фирмам; примерно после 3 лет новые успешные предприятия скупаются материнской компанией, которая организует на их основе исследовательские, конструкторские, технологические, опытноэкспериментальные и производственные подразделения.

Б. Инновационные учреждения при университетах:

−технопарки – это объединение научно-исследовательских центров университетов, которые стремятся коммерциализировать результаты собственных научных разработок путем создания малых предприятий, покидающих свою организацию, чтобы открыть собственное дело;

−инженерные (инновационно-технологические) центры при университетах, которые при финансовой поддержке правительства разрабатывают новые технологии;

−центры нововведений – эти организации проводят совместные исследования с предприятиями и осуществляют подготовку для них студентов (специалистов), владеющих новыми технологиями, такие центры наряду с научно-технической помощью могут финансировать создание новых компаний на базе успешно работающих творческих коллективов;

−университетско-промышленные центры – это финансируемые исследовательские подразделения, которые проводят фундаментальные научные исследования в тех областях, в которых заинтересованы организации-участницы.

В.Региональные и общегосударственные центры новых технологий:

−центры промышленных технологий – это организации, содействующие внедрению нововведений в серийное производство;

210