Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ СИСТЕМ.
Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике. Книга 4. Кн.4. Изд. стереотип.

ЦВЕТНАЯ ВЕРСИЯ ИЛЛЮСТРАЦИЙ

PDF

Оглавление

Предисловие

Глава 1. Современные парадигмы концептуального проектирования систем

1.1. Обзор методологий концептуального проектирования технических объектов

1.1.1. Классические методологии проектирования

1.1.2. Эвристические методы проектирования

1.2. Системный подход к проектированию

1.2.1. Свойства и закономерности технических систем

1.2.2. Подходы к моделированию сложных систем

1.2.3. Задачи синтеза в проектировании ТС

1.2.4. Формальные модели проектирования

1.3. Современные направления развития проектирования ТС

1.3.1. Эволюционный подход к проектированию

1.3.2. Методы повышения эффективности и качества проектирования

1.3.3. Компьютерная поддержка процессов проектирования

1.4. Системный анализ начальных стадий проектирования технических объектов

1.4.1. Анализ множества технических систем, соответствующих основным этапам и задачам проектирования

1.4.2. Влияние неопределенностей на процессы исследования сложных систем

Глава 2. Закономерности возникновения и развития потребностей

2.1. Систематика потребностей

2.2. Закономерность возникновения и возрастания множества потребностей

2.3. Закономерность одновременного возникновения в разных местах новых одинаковых технически реализуемых потребностей

2.4. Закономерность сохранения технически реализуемых потребностей

2.5. Закономерность возрастания разнообразия потребительских качеств и технических объектов

2.6. Закономерность возрастания числа удовлетворяемых потребностей техническим объектом или реализуемых функций

Глава 3. Методы по выявлению "скрытых потребностей"

3.1. Выявление предвосхищаемых потребностей

3.1.1. Метод проектирования новых функций

3.1.2. Метод комбинаторно-морфологического анализа и синтеза новых потребностей

3.2. Подходы по выявлению потребностей, появившихся одновременно или после открытия нового явления (физического эффекта)

3.2.1. Пример потребности, появившейся одновременно с открытием нового физического эффекта «Солнечный парус»

3.2.2. Пример потребности, которая появилась после открытия электрогидравлического эффекта

3.3. Методы для выявления потребностей, появившихся одновременно с созданием изобретения

3.3.1. Метод функционально-структурного проектирования

3.3.2. Методы фокальных объектов и гирлянд случайных ассоциаций

3.4. Выявление новых потребностей после получения открытия или изобретения методами интервьюирования, анкетирования и исследования поведения потребителей

Глава 4. Закономерности развития технических инноваций

4.1. Научно-технический прогресс и значение закономерностей развития технических инноваций

4.2. Закономерность стадийного развития технических систем

4.3. Закономерность сохранения и преодоления старых конструктивных форм

4.4. Закономерность прогрессивной эволюции технических систем

4.5. Закономерность изменения значений критериев эффективности на протяжении развития конструкций

4.6. Закономерность сохранения старых структур технических систем

4.7. Закономерность возрастания сложности технических систем

4.8. Закономерность возврата к старым структурам технических систем

4.9. Закономерности диффузии нововведений

4.10. Цикличность и закономерности развития инновационно-технологических экономических укладов

4.11. Закономерность циклического изменения объемов производства изделий

Глава 5. Стратегическое проектирование технических инноваций

5.1. Жизненный цикл технических инноваций

5.2. Принципы повышения рентабельности инновационных решений

5.3. Стратегии проектирования новых объектов техники для сокращения реализационного цикла

5.4. Прогнозирование инноваций морфологическим методом

5.5. Прогнозирование направлений развития и поиска перспективных инновационных решений на основе систематики по физическим принципам действия

5.6. Эволюционный метод проектирования для выработки стратегических планов по выводу на рынок инноваций

5.7. Использование экспертной системы по изобретениям для прогнозирования пионерских технических решений

5.8. Прогнозирование тенденций развития инноваций на основе анализа эволюции изобретений

5.9. Выявление изменения потребительских требований к инновациям в процессе их эволюции

5.10. Прогнозирование перспективной технической системы для промышленного производства динамическим методом анализа иерархий

5.11. Выбор конкурентоспособных технических решений методом аналитических сетей

5.12. Модель выбора конкурентоспособного товара методом нечеткого отношения предпочтения

5.13. Функционально-стоимостной анализ инноваций

5.14. Проектирование инноваций методами структурирования функции качества и анализа иерархий

5.15. Использование экспертных знаний в системе морфологического синтеза технических решений

5.16. Синтез инноваций с переменной структурой

5.17. Синтез инноваций с переменным составом функций

5.18. Структурно-логический метод синтеза сложных технических объектов

5.19. Эволюционный синтез конкурентоспособных технических систем

5.20. Эвристический синтез на морфологических таблицах

5.21. Методика кластерного анализа морфологического множества на примере синтеза технической системы

5.22. Информационная технология синтеза инноваций в области виброзащитных подвесок транспортных машин

5.23. Развитие интеллектуальной системы поддержки изобретательства

Глава 6. Концептуальное проектирование инновационных организаций

6.1. Теоретические основы концептуального проектирования инновационных организаций

6.2. Проектирование инновационных систем методом комбинаторно-морфологического синтеза

6.2.1. Применение морфологического подхода к синтезу инновационной системы вуза

6.2.2. Пример синтеза вузовской инновационной структуры

6.3. Методы поиска решений в морфологической таблице, классифицирующей инновационные системы

6.3.1. Метод полного перебора вариантов (на примере формиро­вания системы продвижения инновации на рынок)

6.3.2. Метод древовидного синтеза путем "наращивания" с отбором запасных вариантов (на примере формирования команды специалистов)

6.3.3. Метод последовательного выбора лучшей альтернативы из каждой строки морфологической таблицы (на примере выбора способа приобретения нового оборудования)

6.4. Многокритериальное принятие решений в задачах концептуаль- ного проектирования вузовских инновационных систем

6.4.1. Многокритериальный выбор наилучшей формы интегрирования вузовских инновационных систем

6.4.2. Формирование интегрированной инновационной инфраструктуры технопарка на стадии зарождения

6.4.3. Стратегический анализ и реинжиниринг делового портфеля интегрированной диверсифицированной инновационной компании

6.5. Проектирование инновационных систем при наличии конфликтов между требованиями участников выбора

6.5.1. Метод коллективного выбора решений при проектиро- вании сложных организационно-экономических систем

6.5.2. Разрешение конфликтов при коллективном выборе решений средствами интеллектуальных мультиагентных систем

6.6. Управление персоналом в инновационных организациях. Формализованные подходы

6.6.1. Особенности управления персоналом в инновационных организациях

6.6.2. Модель нечеткого логического вывода для решения задачи выбора организацией специалиста по управлению инновациями

6.6.3. Морфологический синтез структур кадровых расстановок на предприятии

Список литературы

Предисловие

В пяти книгах учебника по системному анализу и синтезу стратегических решений в инноватике представлены результаты исследований, проводимых в таких научных дисциплинах, как прикладная математика, информатика, вычислительная техника, экономическая теория, инженерное проектирование, стратегический менеджмент и маркетинг.

Объединяющей их и центральной для серии этих книг проблемой является то, как человек формирует (интегрирует) и принимает стратегические решения при разработке и коммерциализации инноваций, и как ему помочь в сложных задачах синтеза и выбора, используя математические и эвристические методы и новые информационные технологии.

В последнее время наука, изучающая различные теории нововведений, такие как прогнозирование и планирование инноваций, синтез новшеств и их распространение, получила название "инноватика".

Внутри самой инноватики, означающей движении от инновации к пред­принимательству, появились новые самостоятельные направления: прогнозирование и планирование инновационной деятельности, формирование новшеств, диффузия (распространение) новшеств, адаптация к ним человека и приспособление их к человеческим потребностям, инновационные организации и их проектирование, моделирование инновационных решений, рынок нововведений, инновационные стратегии и др.

Системный анализ и синтез стратегических решений и стратегических инноваций позволяет аналитикам, менеджерам и лицам, принимающим решения, формировать такие стратегии и инновации, внедрение которых носит упреждающий характер, обеспечивая получение конкурентных преимуществ в перспективе.

Актуальность принятия научно обоснованных стратегических решений весьма велика, поскольку рубль, сэкономленный на стадиях стратегического маркетинга, планирования и концептуального проектирования инноваций за счет упрощения процедуры принятия стратегических решений, на последующих стадиях воспроизводства оборачивается потерями, в сотни, а то и тысячи раз превышающими ранее полученную экономию.

Инструментом, повышающим качество стратегических решений, является системный анализ, позволяющий объединить междисциплинарные знания, методы и действия для решения сложной проблемы. Системный анализ в инновационной деятельности предполагает знание многих других дисциплин, например основ менеджмента и маркетинга, стратегического управления, экономики организаций, методов теории принятия решений, методов научно-технического творчества и проектирования, новых информационных технологий и методов искусственного интеллекта.

Изложенные в учебниках методы, методики и системы поддержки принятия решений позволят помочь человеку в сложном процессе поиска лучших вариантов решений, а также заострить интуицию системных аналитиков и менеджеров.

Системный анализ, по существу, является процессом принятия решений в условиях неопределенности, характеризующейся неполной, неточной, противоречивой исходной информацией.

Предложенный в данной работе материал предназначен для студентов, аспирантов, докторантов и специалистов, работающих в самых разных областях прикладной математики, экономики, искусственного интеллекта, ин­женерного проектирования, менеджмента и маркетинга организации.

В учебниках обобщен опыт отечественных и зарубежных ученых, а также результаты многолетних исследований авторов.

Серия учебников «Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике» включает пять книг:

Первая книга «Основы стратегического инновационного менеджмента и маркетинга».

Вторая книга «Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций».

Третья книга «Модели многокритериального анализа деятельности инновационных организаций».

Четвертая книга «Концептуальное проектирование инновационных систем».

Пятая книга «Формирование и принятие стратегических маркетинговых решений в образовательных учреждениях».

Непосредственной основой для создания серии учебников послужи­ли научно-исследовательская работа и курсы лекций, проводимые автора­ми в Волгоградском государственном техническом университете, Россий­ском государственном университете инновационных технологий и предпринимательства, Московском физико-техническом институте (государственном университете) и Московском государственном университете путей сообщения.

В первой книге "Основы стратегического инновационного менеджмента и маркетинга", из цикла "Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике", приведены основные понятия и задачи стратегического менеджмента и маркетинга, решаемые в инновационных организациях. Значительная часть изложенного в книге материала базируется на классических работах американских исследователей, имеющих мировое признание в этой области знаний: А. А. Томпсона, А. Дж. Стрикленда, Ф. Кот­лера. Использование данного материала в учебном процессе необходимо, поскольку он основан на обобщении опыта стратегической деятельности многих американских фирм, достигших высоких результатов в бизнесе. В то же время стиль изложения материала в переведенных на русский язык зарубежных книгах носит информационно-описательный характер. Это является общим существенным недостатком изданной в нашей стране учебной литературы, посвященной стратегическому менеджменту и маркетингу.

Создание эффективных и обоснованных стратегий может быть осуществлено только в случае применения в процессе их разработки научных подходов, методов системного анализа, прогнозирования, принятия решений, оптимизации и др. Поэтому в предлагаемой книге приведены примеры, иллюстрирующие методики применения математических методов многокритериального анализа и синтеза в области стратегического инновационного менеджмента и маркетинга.

Для тех читателей, которые не знакомы с методом анализа иерархий, методами теории нечетких множеств, морфологическим методом анализа и синтеза систем, рекомендуется изучить вторую книгу этой серии «Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций».

Во второй книге «Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций», из цикла «Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике», изложены методы анализа иерархий и аналитических сетей, методы, основанные на теории нечетких множеств, методы кластерного анализа и комбинаторно-морфологического анализа и синтеза систем, эвристические методы поиска новых решений, интеллектуальные методы и системы для поддержки процедур принятия стратегических решений.

Существующее математическое и программное обеспечение для поддержки процедур принятия решений дополнено авторскими разработками, позволяющими расширить их функциональные возможности. К этим разработкам относится комплекс информационных технологий, в основу которого положены: метод анализа иерархий со статическими и динамическими предпочтениями и приоритетами; метод аналитических сетей; методы теории нечетких множеств; комбинаторно-морфологический и структурно-логический (интеллектуальный) методы синтеза новых решений; метод кластерного анализа морфологических множеств.

В книге изложены подходы к анализу сложных проблем и различные принципы оптимальности для осуществления процедуры выбора. Рассмотрены методы представления знаний экспертов и изобретателей новой техники для решений задач компьютерного синтеза инноваций.

Приведенные во второй книге методы проиллюстрированы небольшими примерами по их использованию в инновационной деятельности организаций.

В третьей книге "Модели многокритериального анализа деятельности инновационных организаций", из цикла "Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике", приведены подходы и методики по формированию моделей многокритериального анализа инновационных решений с использованием математических и инструментальных средств, процедуры принятия обоснованных решений. Методы и инструментальные средства подробно описаны во второй книге этой серии учебников.

Приведенные модели были разработаны авторами книги и использовались при решении конкретных проблем в инновационных организациях. Они могут быть взяты за основу при разработке моделей для исследования аналогичных или новых проблемных ситуаций.

Большое внимание в этой книге уделено аналитическому стратегическому планированию как процессу проектирования желаемого будущего и эффективных путей его достижения.

Методология аналитического стратегического планирования основана на методе анализа иерархий, объединяющем наилучшие стороны формальной, инкрементальной и системной парадигм. Программная реализация этого подхода, выполненная нашими учениками, позволила повысить интерес многих управленцев к использованию процедуры стратегического планирования в их практической деятельности. Этому поспособствовал специально созданный в компьютерной системе инструментарий, выполненный в виде базы знаний, позволяющей накапливать знания о процессе планирования и выявлять в них закономерности между результатами и факторами, которые оказывают на них влияние.

В четвертой книге "Концептуальное проектирование инновационных систем" из цикла «Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике» рассмотрены подходы, методы и компьютерные инструментальные средства для решения задач концептуального проектирования технических инноваций и инновационных организаций. Широкое внедрение инноваций, особенно в базовых наукоемких отраслях, позволит повысить мощь Российского государства и качество жизни его населения. Поэтому в рамках стратегического инновационного менеджмента необходимо учить студентов и специалистов прежде всего методам разработки и производства конкурентоспособной промышленной продукции. Использование системного подхода на начальных стадиях создания новой техники и технологий, то есть на стадиях, где формируется концепция технического решения, позволяет проектировать стратегические инновации, внедрение которых носит упреждающий характер, обеспечивая получение конкурентных преимуществ в перспективе. В книге изложен подход к созданию технических инноваций, основанный на системном использовании закономерностей строения и развития новой техники, математических, эвристических и интеллектуальных методов анализа и синтеза новых решений, методов прогнозирования и проектирования будущих потребностей людей, являющихся отправной точкой для последующих поисковых исследований инновационной техносферы.

Изложенные в книге методы концептуального проектирования инноваций отражают две парадигмы системного анализа: редукционизм, основанный на попытках познания системы путем разложения ее на части и исследования этих частей, и холизм, предполагающий проведение исследования системы, объясняя взаимодействие ее элементов и функций с точки зрения отношений с окружающей средой.

Методы системного проектирования позволяют использовать врожденные способности проектировщиков, декомпозировать сложные системы на составные элементы и одновременно концептуализировать и идентифицировать отношения меняющейся интенсивности взаимодействия, характеризующей уровень взаимосвязи между элементами системы.

Используемые в концептуальном проектировании методы анализа иерархий, аналитических сетей и разработанный авторами структурно-ло­гический морфологический метод синтеза технических инноваций являются наиболее яркими методами, гармонично объединяющими редукционизм и холизм.

Заключительная часть этой книги посвящается описанию подходов и методов концептуального проектирования инновационных организаций.

Подробное описание математических методов, лежащих в основе проектных процедур, дано во второй книге данного цикла «Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций».

В пятой книге «Формирование и принятие стратегических маркетинговых решений в образовательных учреждениях» из цикла "Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике" рассмотрены подходы, методы и информационные технологии для системного формирования маркетинговых стратегий образовательными учреждениями. Внедрение в практику менеджмента образовательными учреждениями идеологии проведения маркетинговых исследований стало достаточно актуальным в последние два десятилетия, характеризующихся становлением рыночных отношений в различных сферах социально-экономической деятельности российских предприятий, организаций и учреждений.

В первой части книги изложены основы стратегического маркетинга в образовательных учреждениях Приведенная в этой части методология проведения стратегических маркетинговых исследований отражает опыт, накопленный в американской образовательной системе и описанный известным американским маркетологом Ф. Котлером. Этот опыт может послужить отправной точкой для развития методологии проведения маркетинговых исследований с учетом специфики российской образовательной системы.

Во второй части книги приведены методики многокритериального анализа маркетинговых проблем, инжиниринга и реинжиниринга образовательных процессов, а также функциональное назначение ряда наиболее широко тиражируемых и практически используемых в нашей стране информационных технологий для поддержки процедур формирования и принятия стратегических маркетинговых решений. Приведенные методики основаны на использовании математического метода, анализа иерархий и комбинаторно-морфологического метода синтеза инновационных решений. Наиболее полно функциональные возможности указанных методов описаны во второй книге данной серии.

Об авторах

Андрейчиков Александр Валентинович

Доктор технических наук, профессор. Профессор кафедры менеджмента качества Российского университета транспорта (МИИТ).

Сфера интересов: развитие приоритетного научного направления в области разработки компьютерных средств и методик концептуального проектирования сложных систем на основе комплексного использования эвристических методов проектирования, многокритериальных методов теории принятия решений, комбинаторно-морфологических и статистических математических методов, методов искусственного интеллекта.

Автор более 450 научных и учебных работ и 60 изобретений.

Андрейчикова Ольга Николаевна

Доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Центрального экономико-математического института РАН.

Сфера интересов: многокритериальное принятие решений, поисковое конструирование, искусственный интеллект.