Тема 5. Прогнозирование развития науки и техники

Прогнозирование и регулирование развития науки и техники осуществляется посредством системы следующих прогнозных документов:

• общегосударственного прогноза научно-технического развития на срок до 15 лет;

• частных научно-технических прогнозов на макроэкономическом и отраслевом уровнях на 5-10 лет;

• государственных целевых научно-технических программ на 10-15 лет.

Объединяет указанные документы государственная научно-техническая политика.

В общегосударственном прогнозе научно-технического развития содержатся:

• технико-экономическая оценка важнейших достижений отечественной и мировой науки и техники;

• выводы об использовании научно-технических достижений в народном хозяйстве;

• определение приоритетных направлений НТП и первоочередных межотраслевых научно-технических задач;

• варианты путей и средств решения этих задач;

• оценка социально-экономических последствий НТП.

Представленные в прогнозе направления носят глобальный характер в рамках долгосрочной стратегии научно-технического развития страны.

При разработке частных научно-технических прогнозов в качестве объектов прогнозирования могут выступать различные направления НТП, а также основные стадии инновационного цикла. Перспективные (на 5-10 лет) и годовые частные научно-технические прогнозы играют важную роль в государственном регулировании НТП. Они могут разрабатываться на всех уровнях управления (народное хозяйство страны, республика, край, область, межотраслевой комплекс, отрасль, предприятие). Государственные целевые научно-технические программы разрабатываются по важнейшим проблемам и наиболее перспективным направлениям науки и техники, имеющим общегосударственное значение и межотраслевой характер. Эти программы направлены на создание новых поколений техники и базовых технологий и разрабатываются на срок до 10-15 лет, охватывающий весь инновационный цикл нововведений.

Выделяют федеральные, отраслевые, региональные и межгосударственные научно-технические программы.

Государственная научно-техническая политика выражает отношение государства к научной и научно-технической деятельности, определяет цели, направления и формы деятельности органов государственной власти РФ в области науки, техники и реализации достижений науки и техники.

Ее основными целями являются:

• развитие, рациональное размещение и эффективное использование научно-технического потенциала;

• обеспечение прогрессивных структурных изменений в области материального производства, повышение его эффективности и конкурентоспособности продукции;

• увеличение вклада науки и техники в развитие экономики государства, реализацию важнейших социальных задач;

• укрепление обороноспособности страны;

• улучшение экологической обстановки и др.

В условиях рыночной экономики одним из главных является вопрос об источниках и принципах финансирования научно-технической деятельности. В РФ в соответствии с законодательством финансовое обеспечение научной и научно-технической деятельности основывается на его целевой ориентации и множественности источников финансирования.

Фундаментальные научные исследования финансируются преимущественно за счет средств федерального бюджета. Федеральные научно-технические программы, приоритетные прикладные научные исследования и экспериментальные разработки финансируются за счет средств федерального бюджета, фондов поддержки научно-технической деятельности и в порядке долевого участия за счет организаций, объединений, банков и других хозяйствующих субъектов.

Работы регионального значения могут финансироваться за счет средств бюджетов субъектов РФ, местных бюджетов, региональных фондов и в порядке долевого участия за счет средств организаций, объединений, банков и других хозяйствующих субъектов.

В РФ действуют также государственные, негосударственные и международные фонды поддержки научной и научно-технической деятельности. Научная и научно-техническая деятельность может осуществляться также за счет грантов.

Результатом проведения этапа прогнозирования потребности в новой продукции является количественная оценка объема выпуска продукции определенного вида и назначения, характеризующаяся достигнутым техническим уровнем и качеством.

Методическое обеспечение этапа прогнозирования потребности в новой продукции может быть условно разделено на исполнение формализационных или экспертных методов, причем специфика объекта прогнозирования должна подсказать какие использовать методы.

Прогнозирование потребности в новой продукции

Разработка экономического прогноза

Формализационные Экспертные

методы методы

балансовые статистические комплексная индивидуальная

методы методы экспертная экспертная

оценка оценка

Балансовые модели 1. статические модели

2. динамические модели

3. оптимальные модели.

Как правило, данные модели используются при составлении прогнозов по изделиям общемашиностроительного применения, т.е. таким изделиям, которые в большом количестве используются для комплектации основных изделий (станки, прессы и т.д.). Для определения потребностей строится определенная математическая модель, которая, как правило, должна учитывать фактор времени (динамическая).

Оптимальная модель – динамическая модель, которая оптимально удовлетворяет все факторы, учитываемые при определении потребности..

Статистические методы: 1. корреляционный и регрессионный анализ

2. экстраполяция тенденций

3. сезонная модель.

В целом, формализационные методы базируются на действительно свершившихся фактах. Формализационные статистические методы прогнозирования используются, как правило, для определения спроса промышленной продукции на базе соответствующих регрессионных уравнений, т.е. на базе регрессионного анализа.

Регрессионный анализ позволяет:

1. производить расчет регрессионных моделей путем определения значений параметров, т.е. постоянных коэффициентов при независимых переменных – «регрессорах», которые часто называют факторами.

2. позволяют проверить гипотезу об адекватности модели имеющимся наблюдением.

3. позволяет использовать модель для прогнозирования значений зависимых переменных при новых или наблюдаемых значениях независимых переменных.

Прогнозирование затрат на создание и использование новой продукции.

Нормативное прогнозирование

(Оценка затрат и ресурсов)

Методы технико-экономического обоснования.

Формализованные методы:

1. регрессионные модели

2. калькулирование по нормативам

Экспертные методы:

1. метод бальной оценки

2. метод удельных показателей

3. метод структурной аналогии

4. агрегатный метод.

Методы технико-экономического обоснования затрат являются укрупненными методами оценки затрат и, как правило, разделяются на две группы:

• формализованные

• экспертные оценки.

Формализованные методыбазируются на установлении математической зависимости между определенными свойствами (показатели качества; и их цены), что позволяет прогнозировать цены на продукцию, имеющую улучшенные технико-экономические показатели (производительность, энергоемкость, надежность и т.д.)

Регрессионный методсодержит последовательно выполняемые процедуры по выбору факторов наиболее существенно влияющих на цену, т.е. строится определенная зависимость между ценой на продукцию и соответствующими факторами – аргументами.

1. Калькулирование по нормативампозволяет рассчитывать совокупные затраты на разработку и изготовление новой продукции в соответствии со статьями себестоимости.

Экспертные методытехнико-экономического обоснования основаны на оценке степени подобия технических или экономических параметров разработки по отношению к изделиям аналогам.

1. Метод бальной оценкибазируется на процедуре присвоения экспертом определенного балла каждому выбранному наиболее важному параметру предполагаемого изделия. Итоги баллов суммируются, и полученная величина умножается на, так называемый, «ценностный» множитель, рассчитанный для каждой группы изделий.

2. Метод удельных показателейоснован на выборе правильно подсчитанного норматива на единицу определенного параметра и может быть использован, как правило, при расчете капитальных вложений под вводимые мощности или под требуемый прирост выпуска продукции. Данный метод также используется для определения потребности в соответствующих материалах, энергии, топливе и т.д.

3. Метод структурной аналогии. Данный метод не устанавливает точную взаимосвязь между ценой продукции и потребительскими свойствами. Определение себестоимости (цены) нового изделия по отношению к базовому изделию вычисляется в зависимости от величины отношения наиболее важного элемента в структуре себестоимости нового и базового изделия.

4. Агрегатный метод. Метод основан на проведении расчетов по отдельным агрегатам, блокам и узлам, разрабатываемой конструкции.

Модель простой линейной регрессии.

,

где у – функция,

х – независимая переменная – регрессор (фактор)

а₀, а₁ – постоянные коэффициенты (параметры),

Е – случайная ошибка.

Точность оценок, получаемых с помощью модели простой линейной регрессии во многих случаях невелика.

Модель нелинейной регрессии, позволяющая повысить точность оценок (полиномиальная модель).

,

где у – функция

х – независимая переменная (фактор)

а₀, а₁…а_n – постоянные коэффициенты (параметры)

Е - случайная ошибка.

Модели множественной линейной регрессии.

В основном они в определенной степени напоминают полиномиальные модели.

Методы (модели) экстраполяции тенденции.

1. Метод скользящего среднего.

Данный метод исходит из того, что следующий во времени показатель по своей величине равен средней рассчитанной величине, как правило, за последние 3 месяца.

Пример: общий объем продаж составил в марте 270 ед, в апреле 260, а в мае – 290. Прогноз продаж на июль равен скользящей средней и равен (270+260+290)/3=273.

Если реальный показатель продаж за июнь составил 280, то прогноз продаж на июль равен (260+290+280)/3=277

2. Метод экспоненциального сглаживания.

Данный метод представляет собой прогноз показателя за данный период и прогноза на данный период в виде суммы фактического показателя за данный период и прогноза на данный период, взвешенных при помощи специальных коэффициентов.

Представим, что составляется прогноз продаж следующий месяц.

, где

Ft+1 – прогноз продаж на месяц t+1,

Xt – продажи в месяце t (фактические данные)

Ft – прогноз продаж на месяц t

 - специальный поправочный коэффициент (как правило равен 0,3)

Используя формулу экспоненциального сглаживания можно подсчитать прогноз продаж при условии, если известны фактические данные о продажах.

Пример: продажи в январе составили 50 ед, а прогноз на январь – 65 ед.

0,3*50+0,7*65=61

Если спрос на продукцию периодически меняется (циклическое изменение спроса), то для прогнозирования используются так называемые сезонные модели, охватывающие период времени, длительностью не менее одного цикла.

3. Экспертные (интуитивные) методы прогнозирования базируются на экспертной информации. В отличие от формализационных методов, экспертные методы используют суждение экспертов, полученные при проведении специализированных опросов. Эти методы прогнозирования по принципу действия разделяются на индивидуальные и коллективные экспертные оценки. К индивидуальной экспертной оценке относятся: метод интервью, метод аналитической индивидуальной оценки, метод сценариев и т.д.

• Метод интервью основан на беседе эксперта с прогнозистом по схеме «вопрос – ответ».

• При аналитической индивидуальной оценке эксперт анализирует предоставленную ему совокупность достоверных и разнообразных сведений по исследуемой проблеме.

• Метод построения сценария – это эффективное средство для организации прогнозирования, объединяющего качественный и количественный подходы. Сценарий - это модель будущего, в котором описывается возможный ход событий с указанием вероятности реализации сценария. Как правило, составляется несколько альтернативных вариантов сценариев. В большинстве случаев это 3 сценария:

1. Оптимистический

2. Пессимистический

3. Умеренный (средний), т.е. наиболее вероятный.

Преимуществом разработки сценария является необходимость реальной проработки экспертом будущего состояния и альтернативных путей развития объектов прогнозирования, что могло быть упрощено, если бы эксперт обсуждал прогнозируемые варианты поверхностно, т.е. с общих позиций.

Использование метода сценария в условиях рыночных отношений:

1. лучшее понимание ситуации

2. оценка потенциальных угроз

3. выявление благоприятных возможностей

4. выявление возможных и целесообразных направлений деятельности

5. повышение уровня приспособленности к изменению внешней среды.

Метод коллективного экспертного опроса основан на выявлении обобщенной объективной оценки экспертной группой путем обработки индивидуальных независимых оценок, вынесенных экспертами, входящими в группу.

К группе коллективных оценок относятся: метод экспертных комиссий, метод социального опроса и эвристическое прогнозирование.

Метод экспертной комиссии состоит в совместной работе объединенных в комиссию экспертов, разрабатывающих документ, о перспективах развития объекта прогнозирования. Основой получения экспертной информации является опрос населения (анкета), т.е. анкетирование с последующей обработкой результата. Данная разновидность метода экспертной комиссии называется социологическим опросом.

К разновидностям коллективной экспертизы можно условно отнести эвристическое прогнозирование, основанное на преобладании интуиции, т.е., по существу, определенного субъективизма.

Использование экспертных методов.

1. Отсутствие или недостаточное количество статистических данных об объекте прогнозирования.

2. Объект прогнозирования достаточно сложен для использования формализационных методов.

3. Достаточно велик фактор неопределенности.

Методика проведения экспертных опросов.

1. Подбор экспертов и формирование экспертных групп. Исходя из целей опроса решаются вопросы относительно структуры группы, устанавливается специализация экспертов и определяется их количество. По каждому направлению выделяют подгруппы экспертов, устанавливается количество в каждой подгруппе, которое должно обеспечить полноту оценок по каждому конкретному вопросу. Затем определяются требования к квалификации экспертов, стажу их работы в данной области и общему стажу работы.

2. Подготовка анкет для опроса экспертов. К числу условий, обеспечивающих формирование объективных оценок следует отнести:

   1. Предоставление экспертам требуемой информации.

   2. Простота и удобство работы с предполагаемыми анкетами, обеспечивающееся, прежде всего, однозначностью вопросов.

   3. Соответствие вопросов в структуре объекта опроса.

   4. Независимость формирования экспертами собственного мнения.

   5. Приемлемые затраты времени, удобное время получения вопросов и выдачи ответов.

   6. Сохранение анонимности ответов для членов экспертной группы.

   7. Коллективные обсуждения оцениваемых событий.

3. Определение групповых оценок на основе оценок отдельных экспертов.

4. Организация работы с экспертами:

1. Уточнение объекта экспертизы и показателей, подлежащих оценке.

2. Передача экспертом анкет с постоянной запиской, в которой описываются цели экспертизы.

3. Консультации, необходимые для получения недостающей информации, необходимой для уточнения полученных данных и их анализа (после получения результатов)

5. Анализ экспертных оценок.

Формализованные методы.

Статистические методы.

К статистическим методам относятся:

• Регрессионный анализ

• Факторный анализ

• Метод огибающих кривых

К опережающим относятся:

• Методы аналогий

• Инженерное прогнозирование

Статистические методы основаны на использовании статистической регрессивной информации, т.е. информации об аналогах разрабатываемой новой продукции. Методы, основанные на построении регрессивных моделей, рассмотрены в разделе составления экономического прогноза и по существу не отличаются от методов регрессивного анализа, используемого при составлении научно-технического прогноза.

Один из вариантов факторного анализа прогнозирования – это метод главных компонентов. Как правило, основной задачей факторного анализа является нахождение системы существенных факторов, влияющих на результативность показателя. Использование факторного анализа в прогнозах развития направлено на выявление обобщенных характеристик объекта, создающего множество случайных величин с целью повышения степени достоверности исследования.

В частности, при прогнозировании повышения потребительских свойств вместо системы использования десятков единичных показателей качества, можно выделить несколько обобщенных (главных) компонент, отражающих в наибольшей степени тенденцию развития объектов прогнозирования.

Метод огибающих кривых, в отличие от ранее рассмотренных методов, использует обобщенную характеристику направления развития объекта прогнозирования, т.е., по существу, конкретно определенную тенденцию. Прогнозирование по данному методу связано, с определением вероятных сроков перехода к принципиально новым видам продукции, технологическим процессам, к новым поколениям машин и оборудования и т.п.

Определение наиболее вероятных сроков перехода к принципиально новой продукции составляет основную задачу метода огибающих кривых.

Сущность метода состоит в «сглаживании» отдельных кривых развития показателей технического развития различных видов оборудования.

В соответствии с повышением технического уровня изделия в начале осуществляется в пределах определенного технического решения и далее вследствие перехода к новому техническому решению и т.д., что характеризует процесс модернизации технического уровня. Переход огибающей кривой от одного технического уровня к другому вследствие использования нового технического решения является услдовно непрерывным, так как соседние кривые различаются временем нахождения этого нового технического решения. Использование данного метода позволяет характерно оценить перспективные показатели будущих видов продукции и альтернативных разработок.

Опережающие методы прогнозирования основаны на следующих предпосылках:

1. Научно-техническая информация опережает внедрение результатов в отечественную практику на некоторый отрезок времени, зависящий от определенного этапа развития НТП.

2. Результаты, полученные с помощью опережающих методов тем достовернее, чем полнее исходная информация.

К опережающим методам относятся:

• Методы аналогии

• Методы инженерного прогнозирования.

Метод аналогии использует «исторические аналоги» т.е. определенные показатели, например качество аналогов.

Математическая аналогия - метод прогнозирования основанный на установлении аналогии математически описанных процессов развития, различных по природе объектов с последующим использованием более изученного или более математического описания одного из них для разработки прогнозов других.

Инженерное прогнозирование основано на оценке характеристик нового технического решения или технического направления с помощью имеющихся универсальных определительных таблиц.

«Независимый» интеллектуальный эксперимент.

• Метод Дельти

• Метод морфологического анализа

• Синоптический метод

Методы «независимого» интеллектуального эксперимента исключают вмешательство в творческий процесс формирования суждения у каждого эксперта, а только фиксируют и обрабатывают (в основном усредняют) эти суждения. Единственным воздействием на эксперта является представление им в том или ином виде результата предшествующего опроса и осуществление тем самым информационной обратной связи.

Основная цель этой группы методов – получение согласованного мнения экспертов по всей совокупности вопросов составляющих программу «независимого» интеллектуального эксперимента.

Метод Дельфи предполагает проведение экспертных опросов в несколько туров.

В первом туре проводится опрос каждого эксперта. Эксперты дают свою оценку, после чего их знакомят со средним значением и размахом, т.е. разницей между крайними значениями оценок или со всей совокупностью полученных оценок, сохраняя их анонимность.

Во втором туре проводят вторичный анонимный опрос, перед которым экспертов, чьи оценки сильно отклоняются от среднего значения, просят пересмотреть свои оценки, а также аргументировать их.

В третьем туре экспертов знакомят с результатами первого тура, включая и аргументы крайних значений оценок а также зафиксированным уменьшением или увеличением значения оценок, причем анонимность автора сохраняется. Экспертов просят рассмотреть новые оценки и их обоснования, высказать свои сомнения и пересмотреть свою предыдущую оценку.

Если на третьем туре не достигается удовлетворительная согласованность оценок, то допустимо проведение четвертого тура.

Морфологический анализ – метод прогнозирования, основанный на построении матрицы характеристик объектов прогнозирования и их возможных значений с последующим перебором и оценкой вариантов сочетаний этих значений.

Важнейший принцип морфологического анализа, проводимого экспертом с целью прогнозной оценки развития определенного объекта, состоит в рассмотрении и систематизации информации по всем аспектам изучаемой проблемы.

Этот принцип реализуется в общем случае на основе построения так называемого «морфологического ящика» (многомерной матрицы), содержащего все возможные решения. Процедура прогнозирования на основе морфологического анализа состоит в «предсказании» вероятных характеристик объектов пока еще не созданных, но в перспективе будут созданы. Роль эксперта состоит в оценке уровня качества каждого из выбранных вариантов разработок, причем целесообразность реализации на перспективный период каждого из выбранных вариантов должны оцениваться с учетом затрат.

Метод морфологического анализа дает новую информацию об исследуемом объекте прогнозирования с оценкой всех возможных альтернатив развития объекта или свойств принципиально новой технической разработки.

Недостатком данного метода является сложность и субъективность экспертной оценки, полученных вариантов решения проблемы.

Процедура морфологического анализа состоит в целенаправленном рассмотрении вариантов «цель - средства» с последующим выбором наиболее рационального из всех вариантов в соответствии с каким-либо определенным критерием. Морфологический анализ обеспечивает принципиальную возможность нахождения всех решений исследуемой проблемы, включаю ранее неизвестные, а также трудно предсказуемые варианты. В связи с этим основная сущность данного метода состоит в необходимости тщательного анализа выбранных вариантов, что может быть очень трудоемким из-за очень большого количества.

Процедура морфологического анализа.

1. Определяют структуру и границы исследуемой проблемы, т.е. выбирают вид морфологического ящика (матрицы)

2. В области возможных решений отыскиваются неизвестные ранее варианты достижения поставленной цели (решения проблемы), заполняются «пустые зоны» морфологического пространства.

3. Оценки приоритетности полученных решений часто «прямой» перебор всех полученных вариантов практически невозможен.

Процедура морфологического анализа представляет собой последовательный «перебор» возможных сочетаний различных характеристик. Например, в области технических решений.

, где

m – число вариантов создания определенного объекта прогнозирования (например, технической системы.

- произведение количества характеристик определенного i-го типа

i, 1,n – количество различных типов характеристик.

Роль эксперта состоит в оценке перспективности каждого из выбранных вариантов решения на основе определенного критерия.

Результаты данного метода используются для разработки перспективных требований к технико-экономическому уровню разрабатываемой конструкции, как правило, не имеющей аналогов.

Синоптический метод основан на анализе экспертных результатов прогнозов, полученных разными методами и завершается синтезом этих результатов.

Методы «зависимого» интеллектуального эксперимента осуществляются путем непосредственного опроса экспертов, в которых каждый эксперт должен аргументировать или развивать свое мнение в основе независящей от мнения большинства от личностного восприятия, эмоциональной окраски отдельных суждений, что крайне затруднено на практике.

В данной группе методов каждый эксперт при формировании суждения подвергается активному воздействию, которое должно стимулировать его к собственному решению. В этой группе методов используется, как правило, генерация идей (мозговая атака).

Метод коллективной генерации идей – это метод «мозговой атаки» или «мозгового штурма», позволяет получить большое количество конструктивных идей, и использующий специально подготовленный персонал. При проведении экспертного опроса на заседании экспертов должна быть охарактеризована проблема и выделен центральный вопрос. Все идеи, предложения фиксируются, запрещается любая практика и поощряется свободная интерпретация идей в рамках данного вопроса. Организаторы должны стремиться к получению максимального количества идей, поощрять различные их комбинации и пути их усовершенствования.

Результатом данного метода является система идей, которая считается коллективным трудом всей группы. Данный метод позволяет решать следующие задачи:

1. Определять возможные пути развития определенного процесса прогнозирования, т.е. выявлять полный набор этих путей.

2. Определять факторы, которые следует принимать во внимание при прогнозировании.

Генерация идей приводит к получению избытка информации, включающей как ценную, так и ошибочную. Важнейшим элементом данного метода является квалифицированный анализ материалов «мозговых штурмов» и может включать несколько туров и продолжаться несколько дней.

Литература: 4, 10, 12.