2.5.3 Развитие инновационного потенциала на основе концептуального проектирования

Инновационный потенциал основан на результатах первых двух этапов инновационного цикла, то есть на результатах фундаментальных и прикладных исследований. Эти результаты могут быть выражены в разных видах, от идеи характеризующую саму возможность практического применения, до опытных образцов обеспеченных чертежно-технической документацией, технологией производства, испытанных и апробированных для производства. Последний вид результатов НИР и НИОКР является предпочтительным для применения на предприятиях, так как он дает возможности развития предприятия при определенных рисках. Первый вид научных результатов (идея НИР) является основой инновационного потенциала и отличается высокими рисками, которые практически оценить очень сложно. Поэтому такие результаты имеют развитие приоритетно на основе государственного управления, которое выступает венчурным капиталистом.

Результаты научных исследований, которые планируются к переходу в стадию инновационной диффузии, являются основой для новой стадии исследований, которая характерна актуальностью выполнения НИР технико-технологических и инновационных исследований.

Инновационные исследования определяют пути перехода от результатов НИР к инновационной диффузии и включают организационно- экономические исследования, выбор предприятий и организаций для внедрения в производство новшеств, нововведений и инноваций.

Таким образом, к особенностями инновационного развития относятся вопросы характерные для ранних стадий проектирования технических объектов и систем в техновещественном развитии отраслей жизнедеятельности общества. Второй составляющей инновационного развития является инновационное исследование характерное выбором предприятия и формированием партнерских отношений его с научной организацией, университетом, то есть с разработчиком новшества, нововведения, инновации.

В таком подходе к организации управления инновационным развитием в условиях региона обеспечивается неразрывность инновационного цикла, как необходимого условия для развития инновационной деятельности.

Моделирование на ранних стадиях проектирования призвано решать задачу концептуального проектирования, то есть определять и использовать такие технико-технологические решения, которые в дальнейшем могут обеспечивать конкурентные преимущества создаваемому техническому объекту, системе, предприятию, отрасли и территории (региону).

Концептуальное моделирование имеет особенности характерные для ранних стадий проектной деятельности (включая идею) и завершая эскизным проектированием, что определяет создание новых и перспективных технико-технологических решений обеспечивающих инновационный потенциал конкурентными преимуществами.

Результирующей от созданной идеи может быть проект, программа, направление научной и опытно-конструкторской работы. Создание на основе полученного технико-технологического решения проекта определяет возможности бизнес-планирования, т.е. получение обоснованного организационно-экономического плана работы. Программа включает процесс исследований, результатом которых является комплекс взаимоувязанных инновационных проектов. Достижение организационно-экономической эффективности по программе осуществляется поэтапно на основе согласованного выполнения комплекса проектов. Отличительной особенностью инновационного направления является большая доля научных исследований направленных на изыскание таких технико-технологических решений, которые могут обеспечить конкурентные преимущества предприятию в его развитии. Направление включает программы и проекты.

Ведение проектных работ по каждому из трех направлений опирается на интеллектуальный потенциал профессионалов использующего методы научно-технического творчества и требует, в современных условиях, поддержки на основе информационных технологий с применением искусственного интеллекта для решения неформализованных научно-технических задач.

Концептуальное проектирование, включающее поиск идей, отличается планированием целевых показателей, параметров, индикаторов, создаваемого технического объекта или системы. С позиции инноваций при проектировании отрицательный результат, имеющий даже научную ценность, рассматривается как неудача. Согласно когнитивной психологии каждый проектировщик, конструктор, имеет свою персональную когнитивную карту, которая определяет схему его видения образа объекта проектирования и процесса его реализации. Поэтому задачей является выбор инновационного образа технического проектирования объекта.

Процесс работы связан с наличием у разработчика некоторой мыслительной модели, которая имеет текущее состояние и постоянно меняется в процессе познания, что и является процессом концептуального проектирования с инструментальным использованием когнитивных моделей (cognition (лат.) – знание, познание). В исследованиях технической направленности эти модели находят применение в качестве имитационных, которые ориентированы на прогнозирование поведения оператора при взаимодействии его со сложными техническими системами.

Концептуальное проектирование характерно целесообразностью использования методов опосредованного познания, т.е. моделирования. характеризуя модели используемые на ранних стадиях проектирования отметим приоритетность внимания к особенностям построения иерархических структур моделирования, имеющих место информационных процессов, а также на семантике принятия решений.

Исследование задачи структурного и параметрического синтеза в процессе проектирования на ранних стадиях с когнитивных позиций в сложных технических системах показывает два явно выраженных этапа: этап структурного синтеза и этап параметрического синтеза описании функционирования. Этапы включают существенные звенья познавательной направленности. Когнитивное моделирование при компьютерной поддержке повышает эффективность проектирования. Задачи структурирования, компоновки изделия и параметризации представляются наиболее перспективными с точки зрения когнитивного моделирования.

При создании дизеля структура изделия может меняться не существенно и основные трудности будут связаны с параметрическим синтезом. Обратная ситуация при создании продуктов питания нового поколения (функциональных продуктов питания) и примерно равнозначная значимость структурного и параметрического синтезов для сферы строительства. При этом могут быть исключения для каждой из указанных отраслей по соотношению задач структурного и параметрического синтеза, что определяется и созданием гибкой производственной системы.

Формирование структуры осуществляется эвристическим путем (методы научно-технического творчества) или структура выбирается из набора решений. Моделировать структурные и параметрические (функциональные) этапы в единой модели одновременно весьма сложно и может частично решаться только при компьютерной поддержки в системе «человек - машина». При этом параметрический (функционирования) этап отличается использованием теории анализа и подобия. Создание теории функционирования для сложных технических систем возможно лишь для отдельных аспектов.

На ранних стадиях проектирования находят применение грубые промежуточные компоновочные чертежи и подробные модели (вербальные, на основе последовательного приближения).

Семантические модели относятся к языкам декларативного типа, естественный язык используется и как язык процедурного типа. Содержательные модели представляют собой словесные постановки задачи, программы и планы развития систем, деревья целей, управления, проектирования и др., которые широко используют системный подход опирающийся на понятия системы, подсистемы, элемента структуры, иерархии, свойства (параметров), цели, функции и т.п. Это позволяет выявить специфику и закономерности сложных систем, разбить на подсистемы и организовать их взаимодействие с учетом влияния внешней среды. Далее проявляется возможность перехода к использованию формализованных методов.

Рассматривая модели, используемые при решении задач проектирования, можно выделить:

- Иерархическое описание и стратегии его формирования;

- Теоретико-множественные модели;

- Модели представления знаний: «продукции» как формы предоставления знаний; семантические сети; фреймы; сценарии; предикатные модели; модели представления данных.

При проектировании под сценарием понимается система предположений о течении изучаемого процесса, на основе которой разрабатывается один из возможных вариантов прогноза, строится план (тоже сценарий) осуществления чего – либо. Сначала разрабатывается базовый сценарий, который показывает наиболее вероятное воздействие всех событий на показатели благополучия и параллельно строится пессимистический сценарий. Далее, чтобы помочь руководителю принять адекватное решение, разрабатываются две стратегии упреждающих действий:

- в отношении событий, поддающихся контролю, намечаются действия, направленные на то, чтобы желательные события происходили, а нежелательные - нет;

- в отношении событий, не поддающихся контролю, намечаются действия, которые усиливают благоприятные последствия и смягчают неблагоприятные.

Результатом такой проработки является так называемый «форсированный сценарий». Имеются примеры удачного использования сценариев при проектировании для описания действий пользователя с несколькими уровнями наглядного объяснения. Результаты позволяют продемонстрировать, насколько детально должна быть представлена информация, предназначенная для использования в адаптивных интерфейсах. Сценарии являются способом представления информации и удобны для представления стереотипных знаний, определяющих типичные ситуации конкретной предметной области. В интеллектуальных системах сценарии используются в процедурах понимания естественно - языковых текстов, планирования поведения, принятия решения, повышения эффективности обучения.

Такой подход к проектированию на ранних стадиях с позиции когнитивного моделирования обеспечивает саму возможность ведения стратегии инновационного развития. При этом удается оттеснять стратегию развития по имитационной модели, которая развита в российском обществе. При создании компьютерной поддержки процесса концептуализации необходимо активнее использовать интеллектуальный потенциал профессионалов сфер знаний, научных организаций, предприятий, отраслей и территорий, регионов.

Когнитивное моделирование технико-технологических объектов и систем определяет возможность комплексной увязки в информационную технологию трех компонентов: концептуализации, структурирования и параметризации. Концептуализация должна быть целенаправленной, что предполагает применение категориального анализа и теории парадигмы.

При когнитивной направленности структурирования определяется возможность порождения новых инвариантных структур.

На основе вербальных моделей, через создание блок-схем, процесс проектирования выходит на компоновку, которую выполняет специалист, и он должен быть обеспечен системой поддержки персонифицированной. Для параметризации компонентов изделия характерны итерационные работы, что определяет целесообразность использования когнитивной компьютерной графики. Концептуальное проектирование носит коллективный характер, что определяет особенности информационной технологии поддержки этой деятельности.

Следует отметить, что чем более ранняя стадия проектирования (стадия идеи) рассматривается, тем более конкурентной может быть создаваемое изделие, технический объект или система, технология.

Подходы, модели, используемые при создании технических систем, могут быть использованы в аналитической системе управления не только для разработки технико-технологических решений, но и для выработки решений системного управления инновационным развитием организации, предприятия, отрасли, региона.

Развитию инновационного потенциала характерна система «университет - промышленность», так как необходимо совмещение знаний этих двух сфер знаний.