Опубликовано в журнале "Менеджмент в России и за рубежом" №5 год - 2014
Новикова С.В.,
доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Казанский
национальный исследовательский технический университет»
им. А.Н. Туполева – КАИ
Тумбинская М.В.,
кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Казанский
национальный исследовательский технический университет»
им. А.Н. Туполева – КАИ
Рассматривается создание электронной информационной системы взаимодействия и сотрудничества научных школ и наукоёмких производственных предприятий по актуальному мониторингу и выявлению приоритетных направлений развития науки, технологий и техники, перечня критических технологий РФ для выработки предложений по развитию механизмов их реализации, повышения эффективности взаимодействия между научными сообществами путём реализации информационно-коммуникационных технологий на базе современных методов математического моделирования и управления.
Для ускорения экономического роста, повышения конкурентоспособности России за счёт развития технологической базы экономики и наукоёмких производств требуются актуализация и мониторинг современного состояния развития науки и техники. Мониторинг на основе современных информационных технологий позволит выявить основные направления развития различных тематических технологических отраслей экономики России.
Пространственно-экономические ограничения, отсутствие актуальной информации, нечёткое понимание современных потребностей производства научным сообществом, с одной стороны, и отсутствие информации о перспективных научных разработках на предприятиях реального сектора экономики России – с другой, препятствуют научному развитию, продвижению результатов и достижений научно-исследовательской деятельности, планированию направлений использования результатов и формированию заказов на создание объектов коммерциализации, вовлечению коммерческого сектора экономики в инвестирование научных разработок.
Решить данную проблему возможно за счёт использования специальных информационно-коммуникационных технологий, обеспечивающих сетевое взаимодействие между научными сообществами и наукоёмкими предприятиями путем моделирования, реализации и эксплуатации информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга. Информационно-инжиниринговый кластер сетевого мониторинга предполагает наличие специальной программной и аппаратной платформы для формирования единого информационного пространства, интернет-портала для реализации мультимедийных и интерактивных технологий взаимодействия научных и коммерческих партнёров, репозитория научных исследований и достижений.
Информационно-инжиниринговый кластер сетевого мониторинга представляет собой распределённую интеллектуальную систему с единым хранилищем данных для сбора и аккумуляции мониторинговой информации от научных сообществ и высокотехнологичных производств, а также результатов анализа данных и прогноза на их основе. Также информационно-инжиниринговый кластер включает программный блок системы поддержки принятия решений (СППР) с реализацией интеллектуальных методов экспертного анализа и прогнозирования.
Структурная схема управления взаимоотношениями в информационно-инжиниринговом кластере сетевого мониторинга отражена на рис. 1.
Предлагается следующий порядок реализации информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга:
1. Системный анализ предметной области и концептуальное моделирование информационно-инжинирингового кластера.
1.1. Централизованное формирование перечня, систематизация, классификация направлений исследований ведущих научных сообществ, наукоёмких предприятий.
Формирование аналитических материалов о результатах мониторинга реализации приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ и критических технологий РФ в соответствии с [6].
1.2. Анализ моделей взаимодействия ведущих научных сообществ, наукоёмких предприятий и органов государственной власти, в том числе глобальных и локальных информационных средств. Разработка модели сетевого взаимодействия партнёров в информационно-инжиниринговом кластере сетевого мониторинга.
1.3. Разработка архитектурной модели информационной системы организационного управления, инфологической и концептуальной моделей базы данных, пользовательского и программного интерфейсов информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга.
1.4. Разработка методологии мониторинга и актуализации приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ, включающая интеллектуальные методы экспертных систем и прогнозирования на базе информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга.
1.5. Разработка модели технического обеспечения информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга, формирование спецификации.
2. Физическая реализация комплекса программно-аппаратных средств информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга.
2.1. Установка и отладка необходимых аппаратных средств реализации проекта.
2.2. Разработка специального информационно-коммуникационного программного обеспечения, в том числе хранилищ данных и интерактивных форм.
2.3. Разработка информационной экспертной системы информационноинжинирингового кластера сетевого мониторинга для реализации интеллектуальных процедур по экспертной оценке мониторинга, прогноза и актуализации приоритетных направлений и перечня критических технологий Российской Федерации.
2.4. Разработка интерактивных форм для сбора предложений по составу паспортов критических технологий РФ, включённых в проект Указа Президента РФ, от федеральных органов исполнительной власти, государственных академий наук, институтов развития, ведущих научных центров и вузов.
2.5. Интегрирование предложенного программного обеспечения с действующей электронной платформой (типа BlackBoard), позволяющей реализовать сетевое взаимодействие.
2.6. Разработка регламента взаимодействия участников информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга.
Для реализации математических алгоритмов анализа экспертных решений и прогнозирования предлагается использовать как классические, так и инновационные методы искусственного интеллекта, а именно:
Для задач анализа:
a. Методы кластеризации (графовые, иерархические, статистические), в том числе и интеллектуальные (нейронные самоорганизующиеся сети Кохонена) [1].
b. Методы анализа иерархий [5].
c. Вероятностные деревья решений.
d. Методы формирования обобщенных экспертных оценок.
e. Методы «голосования» (процедуры Борда, Нансона и другие).
f. Нечёткий логический вывод типа Мамдани.
g. Нечёткий логический вывод типа Такаги-Сугено [4].
h. Нейронечёткие сети [2].
Для задач прогнозирования:
a. Классические методы прогнозирования (метод скользящего окна, методы регрессионного анализа, цепи Маркова).
b. Интеллектуальные методы прогнозирования (нейросетевые модели, модели с нечёткой логикой, генетические алгоритмы) [3].
В режиме эксплуатации информационно-инжиниринговый кластер сетевого взаимодействия и мониторинга будет обеспечивать:
– сетевой мониторинг предложений по актуализации приоритетных направлений развития науки, технологий и техники РФ и разработку проектов перечня приоритетных направлений развития науки, технологий и техники, перечня критических технологий в РФ;
– мониторинг актуальных приоритетных направлений развития науки, технологий и техники и перечня критических технологий РФ, анализ стратегических целей и приоритетных направлений, определяемых в прогнозах и программах социальноэкономического развития страны на среднесрочную и долгосрочную перспективу с учётом результатов долгосрочного прогноза научно-технологического развития Российской Федерации в целях актуализации приоритетных направлений развития науки средствами информационно-инжинирингового кластера;
– аналитическую и содержательную экспертизу результатов мониторинга приоритетных направлений и перечня критических технологий; подготовку паспортов критических
технологий РФ, включающую описание состава экспертных рабочих групп по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в РФ; экспертных процедур актуализации приоритетных направлений и перечня критических технологий РФ, включая проведение опросов экспертов и организацию работы экспертных групп высокого уровня;
– обработку и анализ экспертных заключений на основе информационноинтеллектуальной системы поддержки принятия решений информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга, возможность формирования аналитических материалов по итогам опросов и работы экспертных групп высокого уровня в рамках процесса актуализации приоритетных направлений и перечня критических технологий, по подготовке паспортов критических технологий РФ;
– прогнозирование направлений развития приоритетных направлений и перечня критических технологий РФ на базе интеллектуальных систем информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга;
– возможность формирования проекта перечня приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ и перечня критических технологий РФ на базе результатов мониторинга и прогнозирования на среднесрочную и долгосрочную перспективу на базе информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга;
– возможность формирования перечня важнейших перспективных инновационных продуктов, услуг и технологий для их производства, отражающих основные изменения в области научно-технологического развития РФ;
– формирование и распространение аналитических материалов о результатах мониторинга и прогнозирования экспертному сообществу;
– осуществление постоянной консультационно-информационной поддержки для сетевого взаимодействия участников информационно-инжинирингового кластера сетевого мониторинга в режиме «вопрос-ответ» (off-on-line);
–формирование актуальных методических рекомендаций по развитию механизмов реализации приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ путём реализации информационно-интеллектуальной системы поддержки принятия решений.
Формально функционирование информационно-инжинирингового сетевого кластера представляет следующая цепочка соотношений:
где 
– вектор-перечень приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ;
вектор-перечень перспективных инновационных продуктов, услуг и технологий;
предложения научного сообщества;
предложения от наукоёмких производственных предприятий;
вектор экспертных оценок развития приоритетных направлений науки и техники РФ;
вектор прогнозов развития приоритетных направлений науки и техники РФ;
F – вектор-функция интеллектуальной обработки мониторинговой, экспертной и прогностической информации;
скалярная функция обработки выработанных перечней приоритетных направлений развития науки, технологий и перспективных инновационных продуктов в целях формирования проекта указа Президента РФ «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации» 
Достоинствами информационно-инжинирингового кластера являются: повышение качества и эффективности решений, принимаемых в научной и экономической видах деятельности, постоянная поддержка актуальности информации о современных научных достижениях путём администрирования, модификации и обновления информационно-инжинирингового кластера, информационно-консультационная поддержка участников (пользователей) информационно-инжинирингового кластера по вопросам сетевого взаимодействия, инновационных разработок РФ в режиме online, вовлечения молодёжи в науку России, привлечение потенциальных инвесторов
научных разработок, массовая популяризация научных достижений российской науки.
Литература
1. Новикова С.В., Емалетдинова Л.Ю., Максютин С.А. Методика анализа функционирования жилищно-коммунальной отрасли региона на основе банков данных и метода кластеризации // Вестник Казанского государственного технического университета. – 2008. – № 1.
2. Новикова С.В., Тунакова Ю.А., Исмаилова Е.С., Гареев Р.Х. Мониторинг атмосферы на основе использования нейронных сетей // Вестник Казанского государственного технического университета. – 2009. – № 2.
3. Новикова С.В., Тунакова Ю.А., Исмаилова Е.С. Создание технологии расчётного мониторинга объектов окружающей среды на территории мегаполиса // Вестник Казанского государственного технического университета. – 2010. – № 3.
4. Новикова С.В. Распределённая нечёткая система поддержки принятия решений для обеспечения экологической безопасности // Нелинейный мир. – 2011. – № 12.
5. Тумбинская М.В., Александрова Л.А. Модель и алгоритмы интерактивного оценивания знаний // Программные продукты и системы. – 2009. – № 3.
6. Указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. № 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации».
