Принципы проектирования и организации функционирования инновационных инфраструктур в условиях Индустрии 4.0

Новая эпоха промышленной революции предполагает серьезные изменения в нашей жизни. Внедрение новых технологий – безальтернативный вариант развития отрасли агропромышленного комплекса, который позволяет успешнее конкурировать как на российском, так и на международном рынках.

Индустрия 4.0 за последние два десятилетия изменила компании, отрасли, потребительские рынки, создала принципиально новые модели. Темп появления и распространения подрывных технологий только возрастает, поэтому впереди нас с большой вероятностью ждут еще более существенные изменения, которые коснутся

и компаний, и государственного управления, и частной жизни. В своей книге о четвертой промышленной революции [1] Клаус Шваб, основатель Всемирного экономического форума, отмечает, что несмотря на все огромные возможности, которые открывает новая технологическая реальность, у нее есть целый набор рисков: компании могут не справиться с необходимым объемом изменений, правительствам будет сложно регулировать и внедрять новые технологии, возникнет целый ряд экономических и социальных дисбалансов. Очевидно, что в корпоративном мире сложность и масштаб преобразований, происходящих во время четвертой промышленной революции, требуют новых инструментов и стратегий.

Современной России пришлось фактически с нуля выстраивать систему поддержки инноваций в условиях рыночной экономики. Базовым элементом новой инфраструктуры, нацеленной на поддержку высокотехнологичных проектов, стала «первая генерация» институтов развития – РОСНАНО, РВК, Сколково, фонд Бортника. Опыт деятельности этих организаций был учтен при создании «второй волны» институтов развития – ФРИИ, АСИ и др. Сегодня перед сформированной государством экосистемой технологического развития поставлена амбициозная задача – резко нарастить долю промышленных предприятий, которые осуществляют инновации [2].

Сегодня арсенал инструментов корпоративных инноваций заметно расширился. Однако эффективное применение данного арсенала требует как внутренних преобразований в корпорациях, так и изменений в их внешних взаимодействиях. Особенно остро ощущается необходимость новых компетенций и подходов к работе, выделения значительных ресурсов на инновационное развитие.

Необходимость осуществления прорывного развития озвучил Президент РФ в своем послании Федеральному собранию от 1 марта 2018 года [3] и закрепил в указе «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» [4]. Стратегическая задача – это прорывное развитие России, обозначил президент. В своем обращении к гражданам, приуроченном к официальному переизбранию [5], 23 марта 2018 года Президент заявил, что нам предстоит совершить мощный технологический рывок. [6].

Обсуждение

30 сентября 2018 года Правительством Российской Федерации утвержден «План модернизации и расширения магистральной инфраструктуры на период до 2024 года», задающий вектор инфраструктурного развития страны. В настоящее время находятся в высокой степени готовности «Стратегия пространственного развития Российской Федерации» и «Долгосрочная программа развития ОАО «РЖД». Развитие инфраструктуры является важнейшим приоритетом государственной политики: она повышает связность регионов и городов, скрепляет и объединяет экономические рынки. Появляющиеся на российском пространстве новые глобальные города станут центрами осуществления прорывного научно-технологического и социально-экономического развития.

Динамичное развитие технологий требует быстрой адаптации современных структур и систем управления бизнесом, компаниями, отраслями на базе новых подходов. Управление современными корпорациями, сотрудниками нового типа, интегрированными организациями, объединяющими различные сферы, регионы и даже страны, становится невозможным или неэффективным с использованием существующих инструментов и методов.

Появление и расширение спектра средств коммуникаций в бизнесе, внедрение элементов искусственного интеллекта, повсеместный приход в бизнес людей новых поколений, кардинально различающихся по своим потребностям, формам работы, отношению к социуму и технологиям, уже сегодня существенно меняют характер взаимоотношений в системе «бизнес – управление – персонал», формируют новые проблемы и одновременно возможности.

Проведем исследование лучших в своем классе систем стратегического управления прорывным технологическим развитием, к которым, по мнению авторов, можно отнести следующие:

• 1)    уровень готовности технологий – методика оценки зрелости отдельных технологий в процессе их разработки и внедрения;

• 2)    кривая Гартнера – методика сравнительного анализа технологий по степени ожидаемых эффектов, потенциала внедрения;

• 3)    магический квадрат – методика сравнительного анализа игроков рынка по визионерской компетенции и производственной возможности.

Все представленные системы управления технологическим развитием сопровождают отдельные вопросы создания технически сложного продукта. В условиях ограниченности внутреннего рынка нет возможности использовать модель неограниченных финансовых ресурсов и избыточной конкуренции. Необходима детерминированная модель определения приоритетов и концентрации ресурсов.

В целях реализации прорывного технологического развития промышленным системам необходимо создавать базовые технологические пакеты и технологические пакеты второго порядка на основе базовых исследовательских пакетов. При этом под технологическим пакетом понимается генетически и функционально связанная совокупность технологий, обладающая системными свойствами.

К базовому исследовательскому пакету по данным Федерального проекта "Наука" относятся математика, физика, фотоника, новые материалы и генетика (прочие направления реализуются через конкурсные механизмы определения научно-образовательных центров). Исследовательский пакет формирует заделы и прорывы, на которые опираются центры компетенций НТИ.

К базовым технологическим пакетам относятся пакеты трех волн [7–9]:

• 1)    пакет первой волны. BD большие данные. Процесс непрерывного производства от сбора

данных и их анализа может только выиграть, big data о состоянии износа оборудования в реальном времени позволяет сократить время простоя при дискретном производстве, и избежать этого простоя при непрерывном цикле;

AI искусственный интеллект. Искусственный интеллект перестал быть далеким будущим, как только АльфаГо обыграла мирового чемпиона в игре Го, которая считалась сугубо уделом человеческой интуиции. Исследования по картированию мозга дают новые данные, на основе которых могут рождаться еще более совершенные решения в области искусственного интеллекта, взаимодействия человека и машины, человека и виртуального пространства. Технологии искусственного интеллекта активно входят в повседневную жизнь. Голосовые помощники, такие, как Amazon Echo или “Яндекс. Станция», беспилотные автомобили, роботы в call-центрах – все это уже не является научной фантастикой, а становится частью нашей жизни. Технологии AI становятся доступны для среднего и малого бизнеса благодаря облачным сервисам и открытым библиотекам, увеличивая скорость появления новых продуктов с AI;

BC распределенные реестры. Прямое peer-to-peer взаимодействие между поставщиком и потребителем, которое открывает технология Блокчейн, сулит нам будущее без посредников. Уже сейчас эффект от подобных взаимодействий проявляется в экономике и заставляет компании задумываться о трансформации бизнеса;

5G беспроводная связь;

• 2)    пакет второй волны. EN мобильные источники энергии;

TN производственные технологии. Новые, в том числе цифровые, технологии индустриального уровня позволяют не только повысить эффективность, устойчивость и безопасность многих отраслей экономики, но и способствуют решению актуальных социальных задач там, где традиционные методы не работают или требуют огромных ресурсозатрат. В поиске таких оптимальных технологических решений заинтересованы и государство в лице институтов развития, и бизнес в лице инвесторов, венчурной индустрии, отраслевых и инфраструктурных компаний как потенциальных заказчиков инноваций, а также общество, потенциальные потребители перспективных технологических решений – все те, кто формирует запрос на создание новых продуктов, способных принести позитивные изменения;

MT новые материалы. Новые материалы могут существенно изменить свойства отдельных компонентов, запасных частей в машиностроении, конструктивных элементов зданий и сооружений. Это создает конкурентные преимущества и бросает вызов всей системе стандартов, так как один новый конструктивный элемент с кардинально новыми свойствами влечет каскад изменений свойств всего объекта – буть то автомобили, здания, отдельные узлы;

SN сенсорика;

• 3)    пакет третьей волны. QT квантовые технологии. Квантовые технологии – это научный термин, который постепенно вошел в повседневный обиход. Это множество разнообразных фундаментальных и прикладных направлений, объединенных одним – возможностью управлять квантовыми состояниями отдельных частиц и, зачастую, извлекать из этого практическую пользу;

PH фотоника;

NE нейротехнологии;

GE генетика и биотехнологии.

Технологические пакеты второго порядка образуются путем различного сочетания технологий пакетов базовых трех волн. К технологическим пакетам второго порядка относятся [7]:

• 1)    цифровые двойники (digital twins): DT = BD + AI. В настоящее время формируется новый сегмент рынка – рынок цифровых двойников. В ближайшей перспективе появится широкий рынок игроков, которые будут предлагать услуги по созданию цифровых двойников изделий, производств и всего, что можно описать цифрой. Нам предстоит путь от устранения неэффективности из всех этапов производства, проектирования и эксплуатации до передачи управления производством искусственному интеллекту. Решение задач предсказательной аналитики станет неотъемлемой частью и свойством цифровых двойников. Это означает переход на новый производственный уклад, что потребует институциональных изменений;

• 2)    микроэлектроника (microelectronics): ET = AI + MT + SN;

• 3)    робототехника (robotics): RT = EN + MT + SN + AI;

• 4)    интернет вещей (Internet of Things): IOT = AI + 5G + EN + MT + SN. В масштабах производственного гиганта внедрение промышленного интернета может привести к миллионам экономии средств. Для предприятий с устаревшей инфраструктурой IоТ незаменим в планировании и оптимизации процесса обновления средств производства;

• 5)    виртуальная реальность (total reality): TR = VR + AR = BD + AI + 5G + EN + SN + PH + NE.

Заключение

На разных этапах развития технологий (прикладной зрелости) коммерциализируются поочередно разные пакеты технологий. Решение современных технически нетривиальных задач