Дополнительно следует обеспечить, чтобы продукт был быстро выпущен на рынок, оказался удобен и понравился пользователям. Все работы должны выполняться при соблюдении применимых законов, нормативных актов и политики конкретной компании. Сегодня создатель инновационного продукта часто должен одновременно с проектированием новых свойств и функций технического комплекса проектировать и новую технологию его промышленного производства.
Реализация инновационных ОКР одновременно решает еще один важнейший на сегодня вопрос для молодого поколения: с каких примеров делать жизнь? Ускорение темпов создания новой высокотехнологичной продукции требует подготовки и пополнения предприятий современными профессиональными кадрами. При этом ВУЗы не очень поддерживают обучение персонала, который начнет давать отдачу через 58 лет, потому что предприятия не очень хотят платить авансы, так как не уверены в качестве подготовки. Поэтому наиболее реалистичным путем для молодого специалиста является обучение системному подходу в процессе реальной работы над инновационными проектами, рядом с профессионалами, овладевая опытом решения технических проблем, вооружаясь ИТ-инструментами, результатами прошлых уроков, используя систему управления знаниями. Системная инженерия помогла состояться миллионам специалистов во всем мире, в том числе и в нашей стране, где по-прежнему ценятся умельцы космоса, атомщики, авиаторы, создатели сельскохозяйственной техники, электроники, химических процессов, ИТ-специалисты и многие другие.
Провалы программ НИОКР говорят об управленческой несостоятельности назначенных менеджеров, неверном выборе рынка или продукта, ошибках в расчётах сроков разработки или окупаемости изделий, подборе и контроле партнёров или инвесторов и т. п.
Настоящая книга включает изложение всей цепочки вопросов эффективной реализации инноваций, практического решения задач, поставленных правительством РФ и жизнью.
1.2 Определение системного подхода
Инновации определяют как «итеративный процесс, инициированный восприятием нового рынка или новой возможности обслуживания для технологического вмешательства, которое приводит к задачам разработки, производства и маркетинга, для обеспечения коммерческого успеха продукта». Отсюда следует, что инновация должна появиться, и быть успешно внедрена и принята на рынке. Циклы инноваций повторяются, и их улучшенные версии могут постоянно выводиться на рынок.
Если сложность системы требует новых методологий, приходится вводить новшества в работе. По опыту, способность к инновациям не требует усилий для одних, но трудна для других. Она может быть поддержана извне и легче задействована, если есть среда, которая способствует инновациям внутри команды. Поддержка инноваций позволяет предлагать и внедрять альтернативные решения, приемы нестандартного мышления и экспериментирование. Она позволяет избежать разочарования со стороны недоброжелателей, отвергающих предложения просто потому, что они новы или не опробованы.
Инновации сегодня имеют ключевое значение для организаций, которым приходится выживать, адаптироваться к быстро меняющимся обстоятельствам, и возглавлять более широкие экономические и социальные изменения. Без инноваций компании подвергаются большому риску исчезновения в краткосрочной или среднесрочной перспективе. В то же время реализация инноваций затруднена из-за высокой степени неопределенности. Грамотное управление инновациями увеличивает шансы на успех. Излагаемая в книге методология системного подхода может быть эффективно применена к различным областям.
Наши соотечественники оставили миру большое количество изобретений и открытий. В России и СССР были впервые в мире созданы угольный комбайн, гусеничный трактор, аппарат искусственного кровообращения, зерноуборочный комбайн, миномет, автомат, голография, телевизор, оптический прицел и артиллерийский дальномер, искусственный спутник Земли, бензиновый двигатель, атомная электростанция, искусственный каучук, лампа накаливания, порошковая металлургия, электрический трамвай, видеомагнитофон, радио, квантовый генератор, вертолет, фотоэлемент, сверхзвуковой пассажирский самолет, крекинг нефти, трансформатор, и многие другие новинки техники и науки.
Достижения человечества в области технологических инноваций предоставили фантастические возможности для построения инфраструктуры будущего. Напомним перечень великих инженерных достижений XX века:
1. Электрификация.
2. Автомобили.
3. Самолеты.
4. Водоснабжение и водораспределение.
5. Электроника.
6. Радио и телевидение.
7. Механизация сельского хозяйства.
8. Компьютеры.
9. Телефоны.
10. Кондиционирование воздуха и охлаждение (холодильные технологии).
11. Автомобильные дороги.
12. Космические корабли.
13. Интернет.
14. Изображения разных видов.
15. Бытовая техника.
16. Оздоровительные технологии.
17. Нефтехимические технологии.
18. Лазерная и оптоволоконная оптика.
19. Ядерные технологии.
20. Высокоэффективные материалы.
Поиск новых способов жить в условиях ограниченности ресурсов планеты, создание приемлемого будущего для энергетических и экологических потребностей общества требует изменений в транспорте, производстве, сельском хозяйстве и организации инфраструктуры обитания.
Здравоохранение объединяет множество заинтересованных сторон, систем и областей, куда вовлечены пациенты, врачи, медсестры и инженеры. Сфера здравоохранения имеет сложную инфраструктуру, включающую современные технологии доступа к врачам, диагностики и лечения, страхование, организацию больниц, человеческий фактор, социальные услуги и медицинское обслуживание на дому. Из-за их взаимовлияния при разработке решений для удовлетворения потребностей заинтересованных сторон необходимо учитывать комплексную перспективу.
Транспорт выставляет уникальные потребности, для обеспечения которых требуются новые инфраструктуры и системы, предоставление возможностей для интеграции с существующими системами. Необходимо удовлетворить потребности самых перегруженных городов и отдаленных сельских районов. По мере изменения способов транспортировки необходимо будет комплексно мыслить, проявлять творческий подход и приспосабливаться к изменениям. При развитии городской транспортной сети нужно синхронизировать потребности с доступной инфраструктурой и окружающей средой, с учетом возможного использования существующего природного ландшафта. В целях обеспечения безопасности гражданского населения необходимо будет улучшать отказоустойчивость и адаптацию деградации системы в ответ на природные и техногенные катастрофы для разработки надежной системы. При этом должен учитываться круг пользователей, услуг и условий эксплуатации.
Окружающая среда и критическая инфраструктура служат обществу в таких отраслях как энергетика, водоснабжение, связь, финансы и транспорт. Решение проблем в крупном масштабе (большой город или область) будет сложной задачей при моделировании, анализе и тестировании на городском уровне, уровне предприятия и отдельной системы. Включение взаимозависимостей между различными секторами может помочь системному мышлению в обнаружении будущих необходимых возможностей.
Роли Интернета вещей и кибербезопасности растут с развитием цифровизации процессов и услуг. Увеличение количества подключенных устройств в обществе может помочь улучшить качество жизни всех граждан. Однако улучшения в области безопасности должны идти в ногу с противодействием угрозам, чтобы гарантировать, что данные не будут повреждены и сохранена исходная информация. Системы, принимающие решения, должны учитывать системную, физическую, экономическую и социальную безопасность при разработке продуктов и услуг. Для большого количества взаимозависимых систем, соединенных вместе, которым требуются каналы питания и связи, необходимо решать проблемы с определением меняющихся требований, архитектуры и дизайна в крупных масштабах при ускорении времени развертывания в эксплуатацию.
Автономные интеллектуальные системы, к которым относятся беспилотные транспортные средства, робототехника, беспилотные летательные аппараты, заводские разработки и сборка, доставка лекарств человеком и системы интернет-торговли финансами, нуждаются в методических данных для решения сложных социальных и этических проблем, возникающих во время их разработки и эксплуатации. Этим системам необходимо реагировать на неожиданные, недетерминированные изменения в среде эксплуатации. Системный подход поможет безопасной реализации таких систем, меняющих окружающий мир.
Сегодня развивается внедрение «умных» производств, для соответствия растущим и меняющимся требованиям пользователей. Производственные организации и системы должны адаптироваться к идущим изменениям в скорости и масштабе для удовлетворения спроса. Новые продукты должны будут взаимодействовать с существующими системами, быть совместимыми, учитывать интерфейсы и обмен данными. «Умный цех» хранит, структурирует и анализирует большие объемы производственных данных, контролирует обеспеченность заказа перед запуском и сроки его исполнения. Система регистрирует оператора станка, выдает сменное задание, фиксирует состояние и загрузку оборудования, отображает текущее и расчетное время изготовления деталей или сборки узлов, наличие материалов и качество продукции. Комплекс позволяет анализировать причины простоя, фиксировать отклонения от расчетных технологических режимов и своевременно оповещать об этом ответственные службы производства. Кроме того, система помогает поддерживать исправное техническое состояние оборудования, следить за эффективностью работы персонала. Удается исключить человеческий фактор при получении и обработке информации от производственного ресурса (станок, материалы, персонал, качество). При этом на всех уровнях управления используются объективные данные, без человеческого фильтра в реальном масштабе времени.
Ностальгические предложения о возвращении в РФ советских управленческих структур, инженерных школ прошлого все еще находят место в средствах массовой информации, но прогресс диктует свои условия развития. Сегодня инженерная школа, как субъект технологического продвижения, должна подразумевать активно работающий коллектив, делающий реальную инновационную продукцию, исправляющий ошибки, набирающийся современного опыта и достигающий позитивных результатов. Процесс передачи опыта и способов решения проблем из поколения в поколение для становления инженерных школ существенно изменился и ускорился со временем. Интернет, системы управления знаниями, искусственный интеллект, цифровизация качественно изменили и продолжают трансформировать традиционные подходы к реализации высоких технологий. Растут скорости передачи информации, усвоения и передачи знаний, разработки новых продуктов, систем и услуг.
Сегодня в РФ набирает силу возвращение ведущей роли созидающих промышленных отраслей и специальностей, хотя недавно оставалось мало желающих терпеливо осваивать секреты творческой профессии участников создания инноваций. Разработка и внедрение на рынок высокотехнологичных изделий является коллективным интеллектуальным творчеством. Но нужно знать и понимать, что создание новой продукции включает только 5% творчества, на 95% это четко организованный труд команды «ремесленников» различной квалификации. Эти задачи подвластны каждому желающему. Конечно, будущие творческие успехи и высокие заработки даются непросто, ежедневным напряжением сил и упорным решением рутинных проблем, которые везде и всегда появляются в неожиданном количестве.
Инженеры и менеджеры высокотехнологичных отраслей занимаются разработкой продуктов, изделий или систем. Они строят инфраструктуру окружающего нас мира. Не существует волшебного решения или процесса для создания любого сложного продукта. Даже создание такого простого изделия, как отвертка, из двух компонентов (стального хвостовика и пластиковой ручки), потребует рассмотрения многих вопросов по определению формы и размеров, характеристик поверхности, материалов для ручки и хвостовика, производственных процессов, и др. Сложность заметно растет для многофункциональных продуктов, таких как компьютеры, автомобили, самолеты, производственная нефтеперерабатывающая линия, где на производственных и сборочных предприятиях используется множество различных материалов, производственных процессов, сотни рабочих мест, инструменты, машины и люди.
Для реализации инноваций предприятие должно разработать стратегию. Стратегия определяет, чего фирма хочет достичь и как она хочет это сделать. Этим документом фирма отличается от своих конкурентов и планирует создать конкурентные преимущества в будущем. Бизнес-модель определяет реализацию стратегии. Например, продажа продуктов через Интернет или аутсорсинг производства относятся к выбору бизнес-модели поведения компании. То есть, бизнес-модель и стратегия различны, но находятся в тесном взаимодействии.
В стратегии нужно указать критерии, которые будут использоваться для отбора инновационных идей. Важными критериями являются новизна и осуществимость. Фактически, они немного противоречивы, так как более новые и оригинальные идеи, как правило, будут менее осуществимыми. Поэтому удобно рассматривать осуществимость как граничное условие, которое не должно быть ниже определенного уровня. И еще одним важным критерием является ожидаемая ценность продукта, поскольку компаниям больше нравятся инновации, приносящие высокие доходы. При этом масштаб идеи должен быть в пределах досягаемости ресурсов и возможностей компании.
Различают ряд категорий инноваций:
базовые инновации, то есть новые продукты для рынков;
новые продукты начинающих предприятий для рынка, который уже обслуживается существующими продуктами;
новые продукты для текущего рынка, предлагаемые существующим клиентам;
расширение или улучшение существующих линеек продуктов;
высокая заметность изменения стиля существующих продуктов.
Как правило, инноваторы часто создают неопределенность в начале проекта, но обычно стараются уменьшить ее как можно скорее. На этапе реализации фокус приходится на соблюдение сроков, управление проектами, рекламу и практический стиль управления, ориентированный на исполнение. Постепенные инновации означают, что фирма вносит небольшие изменения в существующие продукты, услуги или бизнес-модели. Радикальные инновации означают, что фирма выходит на совершенно новые рынки, применяет новые компетенции и более радикально отходит от существующих продуктов, услуг и бизнес-моделей. Уровень неопределенности относительно низок в первом случае и относительно высок при радикальных инновациях.