Методы и технологии комплексного информационного обеспечения управления инновационным развитием региональной экономики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, доктор технических наук Шишаев, Максим Геннадьевич

• Шишаев, Максим Геннадьевич
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Шишаев, Максим Геннадьевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫМ РАЗВИТИЕМ ЭКОНОМИКИ: СОСТОЯНИЕ

ПРОБЛЕМЫ И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

1.1 Существующие определения и модели инноваций

1.2 Проблематика информационной поддержки инноваций

1.2.1 Задачи, решаемые участниками инновационного процесса

1.2.2 Специфика инноваций как объектов информационной поддержки

1.2.3 Структура задачи информационной поддержки инноваций

1.3 Существующие технологии информационной под держки инноваций

1.3.1 Технологии корпоративных ИС

1.3.2 Виртуальные организации

1.3.3 Системы В2В

1.3.4 Информационная поддержка инноваций и CALS-технологии

1.3.5 Веб-ресурсы инноваций 85 Выводы

Глава 2 МЕТОД СИНТЕЗА ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ

ВИРТУАЛЬНЫХ БИЗНЕС-СТРУКТУР ИННОВАЦИЙ

2.1 Общая характеристика метода синтеза проблемно-ориентированных виртуальных бизнес-структур

2.2 Концептуальная модель виртуальной бизнес-среды инноваций

2.2.1 Состав модели

2.2.2 Структура КМ ВБС

2.2.3 Автоматизированная трансляция описаний бизнес-предложений 123 2.3. Процедуры синтеза проблемно-ориентированных виртуальных бизнесструктур

2.3.1 Постановка задачи

2.3.2 Оценка семантической близости описаний ресурсов на естественном языке

2.3.3 Отношение d-эквивалентности

2.3.4 Процедуры синтеза виртуальной бизнес-структуры 137 2.4 Вычислительные модели показателей эффективности инновационных структур

2.4.1 Экономическая эффективность бизнес-проекта

2.4.2 Прогнозируемое время окупаемости бизнес-проекта 147 2.5. Системно-динамическое моделирование инноваций

2.5.1. Технология дистанционного формирования и управления моделями системной динамики

2.5.2. Эпидемическая модель распространения инновационного продукта

Выводы

Глава 3 МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТОЙ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ

СРЕДЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ИННОВАЦИЙ

3.1 Архитектура виртуальной бизнес-среды инноваций

3.2 Интеграция разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций

3.2.1 Технология интеграции разнородных информационных ресурсов инноваций

3.2.2 Метод интеграции онтологий разнородных информационных ресурсов на базе расширяемого общесистемного тезауруса

3.3 Технологии проблемно-ориентированных агентных одноранговых ИС инноваций

3.3.1 Технологии создания одноранговых распределенных информационных систем для предметных областей с древовидной организацией

3.3.2 Технология сокращения и балансирования нагрузки на элементы распределенной агентной информационной среды развития инноваций

Выводы

Глава 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

РАБОТЫ

4.1 Программные системы информационной поддержки инноваций

4.1.1 Система логической интеграции веб-ресурсов инноваций

4.1.2 Мультиагентная распределенная информационная система поддержки инноваций

4.2 Использование результатов работы в задачах управления инновационным развитием региональной экономики

4.2.1 Виртуальная бизнес-среда инновационного развития Мурманской области

4.2.2 Информационная поддержка инновационного развития системы профессионального образования региона

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и технологии комплексного информационного обеспечения управления инновационным развитием региональной экономики»

Общая характеристика работы

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью активизации процессов перевода экономики регионов России с инерционного энергосырьевого на инновационный путь развития, отмеченного в качестве одного из важнейших направлений стратегии социально-экономического развития России. Такой переход соответствует объективным требованиям повышения конкурентоспособности российской экономики и конституционным целям формирования социально-ориентированного государства. Однако принятие политического решения о переходе на инновационный путь развития вовсе не означает его автоматического выполнения. Для реализации подобного решения необходимо проведение большой и трудоемкой работы по созданию в российской экономике благоприятной среды для развития инноваций. Для мотивирования бизнеса к инновациям необходимо создавать адекватные правовые, экономические, налоговые механизмы, всячески содействовать развитию инновационной инфраструктуры

Сегодняшние позиции России в сфере наукоемких технологий и инноваций на фоне ведущих мировых держав весьма скромны. Несмотря на большой научный потенциал, доля нашей страны на мировом рынке гражданской наукоемкой продукции не превышает 0,3%, в то время как доля США - 36%, Японии - 30%, Китая - 6%. Доля России в мировой торговле информационным оборудованием - 0,3%. В то же время, в России накоплен, и пока еще не растрачен, достаточно мощный научный и инновационный потенциал: по численности научных работников на 10 тыс. занятых наша страна находится на третьей позиции после США и Японии. По абсолютным показателям к нам вплотную приблизился Китай. По удельному показателю

1 Отчет о заседании Совета при Президенте Российской Федерации по науке, технологиям и образован™, 17 октября 2006 г. численности научных сотрудников мы в 7 раз опережаем Китай, в 2,6 раза -Италию, на треть - Великобританию, на 20% - Германию. Однако по индексу конкурентоспособности, которым измеряются результаты отдачи от науки, Россия находится на 58-м месте, уступая Китаю и Индии. В России используется приблизительно 10% инновационных идей и проектов, в США -62%, в Японии - 95%; лишь одно из 500 запатентованных изобретений находит применение в российской промышленности.

Одна из причин такого разрыва между научными исследованиями, опытно-конструкторскими разработками и реальным производством заключается в отсутствии эффективного управления инновационным развитием экономики. Директивный подход, заключающийся в жестком планировании экономического, в том числе и инновационного, развития, нереализуем в современных экономических условиях нашей страны. В этой связи представляется более эффективным неявное управление инновационным развитием, которое заключается в создании благоприятных условий для зарождения инновационных идей, их развития и воплощения в виде продуктовых или технологических новаций. Несмотря на отсутствие непосредственных управляющих воздействий на инновационные процессы, такое управление, тем не менее, должно быть целенаправленным и методичным, направленным на перманентное создание и поддержание адекватной существующим социально-экономическим условиям инфраструктуры развития инноваций (экономической, правовой, информационной, и т.д.). Это делает актуальной задачу разработки методов и технологий информационного обеспечения управления инновационным развитием, направленных на формирование информационной среды инновационной деятельности, как одного из важнейших компонентов инфраструктуры развития инноваций, способного аккумулировать информационную составляющую инновационного потенциала региональной экономики и, в перспективе, придать необходимый импульс ее инновационному развитию.

Задача создания информационной инфраструктуры развития инноваций не ограничивается простым накоплением все больших и больших объемов информации. Для того чтобы эта инфраструктура действительно реализовала в себе потенциал инновационного развития, необходимы методы и средства обработки информации, направленные на автоматизацию важнейших аспектов инновационной деятельности, на облегчение и повышение эффективности решения задач анализа результативности инноваций. Средством решения задач подобного сорта является представление экспертных знаний о предметной области в виде формализованных концептуальных моделей и онтологий, а также имитационное моделирование, инновационных процессов. Для этого необходимо создать соответствующие проблемно-ориентированные модели и информационные технологии.

Разработка и практическое воплощение инновационных продуктов и технологий, а также сопутствующие им процессы характеризуются рядом специфических особенностей с точки зрения проблематики их информационного обеспечения. Для успешной реализации идей по созданию наукоемких инновационных продуктов и технологий требуется всесторонняя информационная поддержка на всех этапах жизненного цикла - от зарождения идеи до производства и утилизации новшества. Инновационные процессы длительны во времени и разнородны по составу участников. Экономические агенты, вовлеченные в инновационный процесс, как правило, территориально распределены. Это обусловливает динамичность и разнородность информационной инфраструктуры развития инноваций, необходимость в механизмах ее надежного функционирования в условиях отсутствия единого централизованного управления. Информационная составляющая инфраструктуры развития инноваций обладает важной отличительной особенностью. Если, к примеру, в сфере правового обеспечения инноваций функция создания элементов правового поля отделена от функции их использования в практике инновационной деятельности, то в области информационного обеспечения функции создания и использования информационных ресурсов инноваций могут быть совмещены. Это дает принципиальную возможность заложения в информационную среду инновационного развития механизмов самоорганизации и саморазвития. Для ее реализации необходимы соответствующие методы и технологии построения распределенной открытой информационной среды инноваций.

Таким образом, актуальна задача разработки методов и информационных технологий построения и функционирования информационной среды развития инноваций, которая должна быть целостной в смысле охвата всех этапов жизненного цикла, многофункциональной, открытой, расширяемой и наделенной потенциалом к саморазвитию. Предложенное в работе решение поставленной проблемы опирается на результаты научных исследований и технологических разработок в области теории систем и системного анализа С.В.Емельянова, Ю.С.Попкова; в области функционально-целевого подхода и концептуального моделирования В.А.Путилова и В.В.Фильчакова; в области представления знаний в информационных системах А.В.Смирнова; в области имитационного моделирования Дж.Форрестера, Ю.Н.Павловского; в области распределенных информационных систем К.Аберрера.

Цель работы состоит в разработке методов и технологий получения и обработки информации для задач управления инновационным развитием региональной экономики, ориентированных на создание открытой расширяемой многофункциональной информационной среды инновационной деятельности, обеспечивающей комплексную информационную поддержку задач управления и принятия решений на всех этапах жизненного цикла инноваций.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:

1) Разработка технологии логической интеграции технологически и семантически разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций, обеспечивающей формирование единого информационного пространства инноваций.

2) Разработка метода автоматизированного синтеза и оценки потенциальной эффективности виртуальных бизнес-структур, ориентированных на реализацию инновационных проектов, (инновационных структур), работоспособного в условиях неполных слабоструктурированных разнородных исходных данных.

3) Разработка методов и технологий формирования и функционирования проблемно-ориентированных одноранговых информационных сред поддержки инноваций, обеспечивающих открытость, расширяемость и отказоустойчивость распределенной среды, реализующей единое информационное пространство инновационной деятельности.

4) Разработка комплекса системно-динамических моделей типовых составляющих инновационных процессов и технологии дистанционного формирования и управления имитационными моделями инновационной деятельности, обеспечивающими прогнозирование результативности инноваций.

Для решения поставленных в работе задач используются методы концептуального моделирования, системной динамики, элементы теории множеств, теории графов, математической логики и инженерии знаний, теории построения распределенных информационных систем.

Научная новизна работы заключается в том, что предложен комплекс методов и технологий формирования открытой расширяемой информационной среды инновационной деятельности, обеспечивающей неявное управление инновационным развитием региональной экономики через создание благоприятных условий для зарождения и развития инноваций и информационную поддержку инновационных процессов на всех этапах их жизненного цикла. Основные аспекты научной новизны:

1) Формализованная концептуальная модель виртуальной бизнес-среды информационной поддержки инноваций, обеспечивающая автоматизированный синтез и оценку потенциальных инновационных структур.

2) Метод автоматизированного синтеза и оценки эффективности виртуальных бизнес-структур на основе неполных слабоструктурированных разнородных данных, поддерживающий прямой, обратный и двунаправленный синтез.

3) Метод интеграции онтологий разнородных ресурсов инноваций на базе расширяемого тезауруса, обеспечивающий высокий уровень автоматизации процесса интеграции за счет совмещения фаз формирования и использования тезауруса.

4) Методы и технологии формирования и функционирования проблемно-ориентированных открытых одноранговых распределенных информационных сред для предметных областей, представимых в виде древовидных концептуальных моделей.

5) Информационная технология дистанционного формирования моделей и управления процессом имитационного моделирования инноваций на основе комплекса системно-динамических моделей типовых инновационных процессов, реализуемая в рамках архитектуры «тонкий клиент».

Актуальность и научная новизна работы подтверждаются включением ее результатов в число важнейших итогов исследований РАН в 2004 г. (разработка технологии федеративного доступа к семантически разнородным базам данных для интегрированных региональных проблемно-ориентированных

1 * информационных систем), а также в число научных достижений Российской академии наук в 2007 г. (раздел «Проблемы создания глобальных и интегрированных информационно-телекоммуникационных систем и сетей на основе технологий GRID»).

В основу диссертационной работы положены результаты, полученные автором в ходе исследований, проводимых по планам научно-исследовательских работ Института информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского научного центра РАН в период с 1999 по 2009 годы: «Проблемно-ориентированные региональные информационные системы (Севера России)» (№ гос.регистрации 01.9.60 000721), «Интегрированные региональные системы науки и образования» (№ гос.регистрации 01.99.00 10288), «Интегрированные концептуально-динамические модели устойчивого социально-экономического развития северных регионов России (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 01.99.00 10286), «Методы и модели синтеза стратегий устойчивого развития региональных социально-экономических систем (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 01.200.2 09390), «Методы и модели структурного синтеза проблемно-ориентированных региональных информационных систем» (№ гос.регистрации 01.200.2 09393), «Информационные технологии управления инновационным развитием региона (на примере Мурманской области)» (№ гос.регистрации 0120.0 502662), «Информационные технологии региональных макросистем» (№ гос.регистрации 0120.0 502661), «Информационные технологии управления развитием регионального научно-образовательного комплекса» (№ гос.регистрации 0120.0 850591), «Методы и технологии информационного обеспечения жизненного цикла инноваций» (№ гос.регистрации 0120.0 850592).

Результаты работы использованы в рамках реализации Программы фундаментальных исследований ОНИТ РАН, проект № 2.6. Отдельные направления исследований поддержаны грантами РФФИ (проекты № 08-0700301, № 07-07-96900, № 05-07-90050-в, №06-07-01808). Работы проводились в рамках ведущей научной школы РФ по разработке и развитию информационных технологий поддержки управления региональным развитием (НШ-8249.2006.9).

Полученные в работе результаты использовались при разработке Стратегии социально-экономического развития Мурманской области до 2025 г.

На основе проведенных исследований и научных разработок получены следующие практически значимые результаты.

Разработана мультиагентная система информационной поддержки инновационной деятельности, обеспечивающая формирование и оценку потенциально эффективных инновационных структур. В рамках системы осуществляется интеграция и автоматизированная децентрализованная обработка распределенных информационных ресурсов инноваций на базе взаимодействия программных агентов, имеющих гибридную архитектуру. Разработка отмечена дипломами всероссийских и международных выставок инновационных продуктов и технологий (Диплом VIII Московского международного салона инноваций и инвестиций. Москва, 2008 г.; Международная выставка-конгресс «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции». Санкт-Петербург, 2008 - диплом и серебряная медаль).

Разработана система логической интеграции технологически и семантически разнородных веб-ресурсов инноваций. Система обеспечивает унифицированный доступ к веб-ресурсам инновационной тематики. Проблема технологической разнородности решается применением программных агентов-адаптеров ресурсов. Проблема семантической неоднородности решается путем описания семантики объединяемых ресурсов в виде онтологий и последующей их интеграции с помощью общесистемного тезауруса идентификационных атрибутов.

Разработан комплекс системно-динамических моделей инновационных процессов, позволяющий исследовать динамику и результативность рыночной диффузии инновации. Модели реализованы в среде системно-динамического моделирования Powersim. Модели используются рабочей группой по информационно-аналитическому обеспечению Стратегии экономического развития Мурманской области до 2015 года для исследования динамики инновационных процессов в различных областях хозяйственной деятельности.

На основе полученных в работе практических результатов сформирована виртуальная бизнес-среда информационной поддержки инновационного развития Мурманской области, развернутая на базе Мурманского регионального инновационного бизнес-инкубатора и некоммерческого партнерства «Технопарк - Апатиты», при поддержке Министерства экономического развития Мурманской области.

Практические результаты работы используются в Мурманском региональном инновационном бизнес-инкубаторе и некоммерческом партнерстве «Технопарк - Апатиты» для решения задач информационного обеспечения инновационной деятельности, а также рабочей группой по информационно-аналитическому обеспечению Стратегии экономического развития Мурманской области до 2015 года для исследования динамики инновационных процессов в различных областях хозяйственной деятельности региона.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 25-ти международных и всероссийских конференциях и совещаниях в гг. Москва, Санкт-Петербург, Самара, Петрозаводск, Мурманск, Апатиты, Вена (Австрия), Рованиеми (Финляндия). В частности, на следующих научных мероприятиях:

- Международный конгресс конференций «Информационные технологии в образовании». Москва, 2003 и 2005 гг.

- Международная конференция «Информационные технологии в управлении жизненным циклом изделий». Санкт-Петербург, 2003.

- 1-я международная конференция «Системный анализ и информационные технологии». Переславль-Залесский, 2005 г.

16th International DAAAM Symposium "Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Young Researchers and Scientists" 19-22 October 2005. DAAAM International Vienna, 2005.

17th International Daaam Symposium "Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Mechatronics & Robotics" 8-1 Ith November 2006 DAAAM International Vienna, 2006.

V, VI, VII Всероссийская школа-семинар «Прикладные проблемы управления макросистемами». Апатиты, 2004, 2006, 2008 гг.

VII и VIII международная конференция «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». Самара, 2005, 2006 гг.

I, II, III Всероссийская научная конференция «Теория и практика системной динамики». Апатиты, 2004, 2007, 2009 гг.

Вторая Международная конференция «Системный анализ и информационные технологии» САИТ-2007. Обнинск, 2007г.

Научно-практическая конференция «Цели развития тысячелетия и инновационные принципы устойчивого развития арктических регионов

России. Социокультурная среда современного общества: гармоничность и толерантность как основа устойчивого развития». С-Петербург, 2008 г.

IV Международная конференция «Параллельные вычисления и задачи управления РАСО !2008». Москва, 2008 г.

Научная Сессия ОНИТ РАН «Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений». Москва, 2008 г.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Метод автоматизированного синтеза и оценки виртуальных бизнес-структур обеспечивает формирование потенциально эффективных инновационных структур на различных, в том числе — начальных фазах жизненного цикла инноваций в условиях неполных слабоструктурированных семантически разнородных исходных данных.

2) Метод интеграции онтологий семантически разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций, основанный на пополняемом общесистемном тезаурусе. Метод обеспечивает эффективную (в смысле затрат ручного труда) логическую интеграцию семантически и технологически разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций и позволяет гибко формировать единое информационное пространство инновационной деятельности на базе существующих и вновь создаваемых информационных ресурсов инновационной тематики.

3) Технология формирования и поддержки распределенного адресного реестра в одноранговых распределенных системах информационной поддержки инноваций. Технология основана на привязке узлов к древовидной концептуальной модели предметной области и позволяет обеспечить открытость виртуальной бизнес-среды инноваций, повысить ее отказоустойчивость и масштабируемость за счет логически децентрализованной реализации общесистемного каталога узлов.

4) Метод генерализации бизнес-предложений на базе древовидных концептуальных моделей предметной области обеспечивает повышение адекватности объемов передаваемых данных информационным запросам пользователей и, за счет этого, снижение нагрузки на коммуникационную сеть.

5) Технология формирования виртуальных бизнес-площадок, позволяет повысить эффективность межагентных информационных коммуникаций и снизить нагрузку на коммуникационную сеть за счет сокращения межузловых взаимодействий в распределенной агентной среде информационной поддержки инноваций.

6) Технология дистанционного формирования и управления системно-динамическими (СД) моделями, в совокупности с комплексом СД-моделей инновационных процессов, представляет эффективный инструмент для информационного обеспечения процессов поддержки принятия решений в области управления инновационной деятельностью.

По материалам диссертации опубликовано 62 печатных работы в центральных, зарубежных и региональных изданиях (13 из них - в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных работ). Результаты работы изложены в отчетах по плановым НИР Института информатики и математического моделирования технологических процессов КНЦ РАН, отчетах по Программе фундаментальных исследований ОНИТ РАН (проект № 2.6).

Основное содержание работы

В первой главе рассматривается проблематика информационной поддержки инноваций. Даются основные понятия предметной области -определения, современные модели инноваций, структура инновационных процессов. Рассматривается специфика инноваций как объекта информационной поддержки, существующие подходы к организации информационного обеспечения инновационных процессов, формулируется комплекс актуальных задач разработки методов и технологий построения многофункциональных открытых расширяемых информационных сред поддержки инновационной деятельности.

Во второй главе представлена формализованная концептуальная модель виртуальной бизнес-среды инноваций и основанные на ней метод и процедуры автоматизированного синтеза и оценки эффективности потенциальных виртуальных бизнес-структур, ориентированных на реализацию инновационных проектов (инновационных структур).

В третьей главе представлен комплекс методов и технологий формирования многофункциональной открытой распределенной среды информационной поддержки инноваций, обеспечивающих логическое объединение существующих и вновь создаваемых разнородных распределенных информационных ресурсов, формирование и поддержку работоспособности одноранговых агентных распределенных информационных систем инноваций, дистанционное формирование и использование имитационных моделей анализа результативности инновационных процессов.

В четвертой главе представлены примеры практического применения разработанных методов и технологий в рамках системы логической интеграции веб-ресурсов инноваций, мультиагентной распределенной системы информационной поддержки инноваций, системы имитационного моделирования диффузии инновационного продукта. В совокупности, перечисленные программные средства, развернутые на базе информационно-коммуникационной инфраструктуры нескольких организаций Мурманской области, функционирующих в области инфраструктурной поддержки инноваций, образуют региональную виртуальную бизнес-среду инновационной деятельности, обеспечивающую неявное управление инновационным развитием экономики региона за счет создания благоприятной информационной среды инновационной деятельности, стимулирующей к зарождению, развитию и реализации инновационных идей и проектов.

Кроме того, в качестве практических результатов работы в 4 главе рассмотрено использование разработанных методов, технологий и средств для решения задачи формирования и анализа средствами имитационного моделирования возможных сценариев управления подготовкой профессиональных кадров для нужд региональной экономики.

В заключении изложены основные результаты работы.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Шишаев, Максим Геннадьевич

Выводы

Разработанные в данной работе методы, технологии и основанные на них программные средства обеспечивают создание открытой расширяемой информационной инфраструктуры инновационной деятельности, интегрирующей разнородные информационные ресурсы инноваций и обеспечивающей целенаправленную автоматизированную обработку информации, направленную на эффективное информационное обеспечение различных, в том числе - начальных, этапов жизненного цикла инноваций.

Система логической интеграции веб-ресурсов инноваций, основанная на предложенном в работе методе интеграции онтологий разнородных информационных ресурсов на базе расширяемого тезауруса, обеспечивает эффективное использование как вновь создаваемых, так и существующих информационных ресурсов инноваций, характеризуемых технологической, семантической и организационной разнородностью.

Мультиагентная система информационной поддержки инноваций, основанная на предложенных в работе методах и технологиях построения и функционирования проблемно-ориентированных одноранговых распределенных агентных систем и реализующая разработанный метод синтеза инновационных структур, обеспечивает информационную поддержку и автоматизацию обработки информации на всех этапах жизненного цикла инноваций, включая начальные этапы, связанные с зарождением и развитием инновационных идей.

Развернутые на базе информационно-коммуникационной инфраструктуры инновационно-активных организаций и Интернет, система логической интеграции веб-ресурсов и мультиагентная система информационной поддержки инноваций образуют, в совокупности, региональную виртуальную бизнес-среду инновационной деятельности, обеспечивающую неявное управление инновационным развитием экономики региона через создание благоприятной информационной инфраструктуры инновационной деятельности, стимулирующей к зарождению, развитию и воплощению инновационных идей.

Одной из важных задач управления инновационным развитием региона является обеспечение качественной кадровой базы для высокотехнологичных, инновационно развивающихся отраслей экономики. Предложенные в работе технология дистанционного формирования и управления моделями системной динамики, а также метод синтеза проблемно-ориентированных организационных структур являются эффективным средством создания прикладных сред формирования и анализа средствами имитационного моделирования возможных сценариев управления подготовкой профессиональных кадров через формирование и реализацию инновационных учебных программ, ориентированных на удовлетворение насущных кадровых потребностей региональной экономики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе сформулирована и решена важная народнохозяйственная проблема создания эффективной информационной инфраструктуры инновационной деятельности, обеспечивающей неявное управление инновационным развитием региональной экономики через стимулирование зарождения, развития и воплощения инновационных идей и информационную поддержку инноваций на различных этапах их жизненного цикла.

Для создания подобной инфраструктуры предложены методы и технологии получения и обработки информации, обеспечивающие создание открытой расширяемой многофункциональной информационной среды инновационной деятельности и комплексную информационную поддержку задач управления и принятия решений на всех этапах жизненного цикла инноваций. Для решения проблемы предложен метод автоматизированного синтеза и оценки проблемно-ориентированных виртуальных бизнес-структур инноваций, основанный на формализованной концептуальной модели предметной области. Для эффективной реализации метода разработан комплекс технологий и методов создания многофункциональной открытой распределенной расширяемой информационной среды поддержки инновационного развития, обеспечивающей логическую интеграцию и автоматизированную децентрализованную обработку информационных ресурсов инноваций.

В рамках решения данной проблемы получены следующие основные результаты.

1. Разработан метод автоматизированного синтеза и оценки эффективности виртуальных бизнес-структур на основе разнородных неполных и слабо структурированных исходных данных. Синтез осуществляется на базе формализованной концептуальной модели виртуальной бизнес-среды инноваций и описаний инновационных предложений в рамках единого информационного пространства инноваций. Оценка эффективности структуры осуществляется в два этапа. На первом инновационные структуры оцениваются с точки зрения абстрактного показателя целостности, что позволяет автоматически отсечь заведомо бесперспективные варианты. На втором этапе, после доопределения параметров структуры, осуществляется ее оценка с помощью вычислительных моделей экономической эффективности, сроков реализации, надежности входящих в инновационную структуру бизнес-партнеров. Метод позволяет синтезировать инновационные структуры, в том числе, в условиях отсутствия точной формулировки цели их создания. Это обеспечивает его применимость на начальных этапах жизненного цикла инноваций, связанных с генерацией инновационных идей.

2. Разработан метод интеграции онтологий разнородных информационных ресурсов с помощью расширяемого общесистемного тезауруса идентификационных атрибутов. Метод лежит в основе предложенной технологии логического объединения семантически и технологически разнородных распределенных информационных ресурсов инноваций. Пополнение тезауруса осуществляется в автоматизированном режиме на основе составной семантической метрики, включающей три оценки: сходство символических имен терминов; структурное положение понятия в онтологии; степень сходства множеств необходимых и достаточных атрибутов. Для разрешения семантических конфликтов, связанных с неоднозначностью трактовки терминов в интегрируемых онтологиях, используется взвешенное отношение ассоциации, вес которого изменяется в ходе использования тезауруса. При достижении весом заданной верхней границы отношение ассоциации преобразуется в отношение синонимии. Если же вес ассоциации снижается до нижней границы, отношение уничтожается. Таким образом, фаза использования тезауруса совмещается с процессом его формирования, что позволяет избежать привлечения экспертов для разрешения семантических конфликтов. Используя семантические связи между понятиями, определенные в тезаурусе, осуществляется трансляция поискового запроса, с сохранением семантики, в несколько его вариантов, ориентированных на различные информационные ресурсы. За счет этого предложенный метод позволяет решать проблему различия в семантических представлениях интегрируемых информационных ресурсах. Проблема технологической неоднородности ресурсов решается в разработанной технологии с помощью программных адаптеров ресурсов, осуществляющих необходимые преобразования данных при выполнении запроса.

3. Разработан комплекс методов и технологий, обеспечивающих создание и поддержание функционирования открытой саморазвивающейся распределенной информационной среды инноваций. К ним относятся: a. технология формирования и поддержки распределенного адресного реестра в одноранговых агентных распределенных системах с неявной иерархической организацией, обеспечивающая децентрализованную реализацию службы каталога; b. метод децентрализованного регулирования доступа агентов к информационным ресурсам, основанный на механизме доверительных отношений; с. метод генерализации инновационных предложений и основанная на нем технология формирования виртуальных бизнес-площадок, обеспечивающие повышение эффективности функционирования распределенной агентной среды за счет уменьшения сетевого трафика и нагрузки на узлы системы.

4. Разработана технология дистанционного формирования и управления системно-динамическими моделями инновационной деятельности на базе шаблонов типовых инновационных процессов. Технология обеспечивает повышение показателей доступности и повторного использования средств методической поддержки инновационных процессов за счет распределенного доступа к средствам имитационного моделирования инновационной деятельности и формирования моделей из повторно используемых компонентов, моделирующих типовые элементы инновационных процессов.

5. Разработаны проблемно-ориентированные программные системы информационной поддержки инновационного развития: система логической интеграции веб-ресурсов инноваций, мультиагентная распределенная система информационной поддержки инноваций, система имитационного моделирования диффузии инновационного продукта на базе комплекса системно-динамических моделей инновационной деятельности.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Шишаев, Максим Геннадьевич, 2009 год

1. Автоматизация распараллеливания программ на основе анализа информационных связей /Марлей В.Е. и др. // Программные продукты и системы. -2005. -№1 (69).

2. Агапова, Т.А. Макроэкономика: учебник / Т.А. Агапова, С.Ф. Серегин. Изд-во «Дело и сервис», 2000.

3. Артемьев, В.И. Обзор способов и средств построения информационных приложений /В.И. Артемьев // DBMS №5-6. 1996. -С.52-67.

4. Афанасьев, А.П., Сухорослов, О.В. Использование информационно-алгоритмических ресурсов в grid-вычислениях /А.П. Афанасьев, О.В. Сухорослов // Прикладные проблемы управления макросистемами: сб. докл. М.: Едиториал УРСС, 2004. - Т.8. -С.32-48.

5. Баронов, В.В. Информационные технологии и управление предприятием / В.В. Баронов и др. М.: Компания АйТи, 2006. - 328 с.

6. Бездушный, А.Н. Меденников, A.M., Серебряков, В.А. /Подход к интеграции информационных коллекций в ИСИР РАН / А.Н. Бездушный, A.M. Меденников, В.А. Серебряков. — Режим доступа: http://dbserv.ihep.su/~pubs/aconf00/dconf00/ps/056.pdf

7. Буч, Г. Язык UML. Руководство пользователя / Г. Буч, Д. Рамбо, А. Джекобсон. СПб.: «ДМК Пресс», «Питер», 2004. - 432 с.

8. Васютович, В. CALS-технологии и стандарты / В. Васютович, С. Самотохин, Г. Никифоров // Директор ИС. 2001. - №2.

9. Википедия. Свободная энциклопедия. Режим доступа: http://rn.wikipedia.org

10. Гольдштейн, Г.Я. Стратегический инновационный менеджмент:тенденции, технологии / Г.Я. Гольдштейн. Таганрог: ТРТУ, 2002.

11. Режим доступа: http://www.aup.ru/books/m78/

12. Гончаров, В.Н. Концепция стратегической организации инновационной деятельности предприятий / В.Н. Гончаров, Е.В. Иванова // Библиотека креативной экономики. 2007. - Режим доступа: http://creativeconomy.ru/libraiy/prd321 .php

13. Грекул, В.И. Проектирование информационных систем Режим доступа: http ://www. intuit.ru/department/se/devis/1 /

14. Деловой портал «Альянс Медиа». Режим доступа: http://www.allmedia.ru/

15. Дмитриев, А., Старков С. Новые подходы к решению проблем в системах связи и компьютерных сетях: динамический хаос / А. Дмитриев, С. Старков // Компьютерра. 2001. - №46. - 423 с.

16. Дорофеюк, A.A., Шипилов, Ю.В. Методы структурно-иерархической экспертизы в задачах управления социально-экономическими системами // Теория активных систем: тр. XIII Междунар. нучно-практ. конф. -М.: ИПУ РАН, 2005. -С.56-58.

17. Емельянов, C.B. Информационные технологии регионального управления / C.B. Емельянов, А.Г. Олейник, Ю.С. Попков, В.А. Путилов М.: Едиториал УРСС, 2004. - 400 с.

18. Емельянов, C.B. Многокритериальные методы принятия решений / C.B. Емельянов, О.И. Ларичев. -М.: Знание, 1985.

19. Игнатьев, М.Б. Модели и системы управления комплексными исследованиями / Игнатьев М.Б., Путилов В.А., Смольков Г.Я. М.: Наука, 1986.-231 с.

20. Колчин, А.Ф. Управление жизненным циклом продукции / А.Ф. Колчин и др. М.:Анахарсис, 2002. - 304 с.

21. Краюшкин, В. Современный рынок систем PDM / В. Краюшкин // Открытые системы. 2000. - № 9.

22. Кузьмин, И.А. Распределенная обработка информации в научных исследованиях / И.А. Кузьмин, В.А. Путилов, В.В. Фильчаков. JL: Наука, 1991.-304 с.

23. Лексиков,А.Н. Обзор возможностей и примеры использования пакета Powersim Studio SDK / А.Н. Лексиков, А.Г.Олейник // Информационные технологии в региональном развитии. Апатиты, 2005. -Вып.У. - С.46-49.

24. Ломов, П.А. Интеграция онтологий с использованием тезауруса для осуществления семантического поиска / П.А. Ломов, М.Г. Шишаев // Информационные технологии и вычислительные системы. -2009. -№ 3.

25. Мальков, М.В. Современные методы и технологии представления структуры и семантики предметных областей. М.В.Мальков, М.Г.Шишаев // Информационные технологии в региональном развитии. -Апатиты, 2007. Вып.УН. - С. 47-60.

26. Марлей, В.Е. Алгебра алгоритмических сетей / В.Е. Марлей // Теоретические основы и прикладные задачи интеллектуальных информационных технологий. СПб: «Анатолия», 1998. -С.200-207.

27. Маслобоев, A.B. Обзор современного состояния технологии мультиагентных систем и перспективы ее развития. A.B. Маслобоев, В.А. Путилов, М.Г. Шишаев // Информационные технологии в региональном развитии. Апатиты, 2006. - Вып.VI. - С. 6-12.

28. Маслобоев, A.B. Функциональная структура и особенности реализации распределенной мультиагентной системы информационной поддержки инноваций/ A.B.Маслобоев, М.Г.Шишаев // Информационные ресурсы России. 2008. - №5(105). - С.23-27.

29. Машина, Е. CALS-стандарты: Библиотека изделий ISO 13584 PLIB / Е. Машина, П. Шильников // САПР и графика. 2001. - №9.

30. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / под ред.Д.А. Поспелова. М.: Наука, 1986. - 312 с.

31. Новиков, Д.А. Модели и методы организационного управления инновационным развитием фирмы / Д.А. Новиков, A.A. Иващенко. М.: КомКнига, 2006. - 336 с.

32. Норенков, И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии / И.П. Норенков, П.К. Кузьмик. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 320 с.

33. Общероссийский классификатор видов экономической деятельности //Википедия: свободная энциклопедия. -Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/OKB3fl

34. Овсянников, М.В. Состояние; проблемы и перспективы развития CALS-технологий в России / М.В. Овсянников, П.С. Шильников. Режим доступа: http://www.rk9.bmstu.ru/library/

35. Олейник, А.Г. Инструментальная система комплексного концептуального моделирования задач регионального управления / А.Г Олейник // Информационные ресурсы России. 2005. - № 2. - С.33-36.

36. Онтологии в системах искусственного интеллекта: способы построения и организации / A.B. Смирнов и др. // Новости искусственного интеллекта. -2002. 4.1. -№1. -С.3-13; -4.2. - 2002. -№ 2.- С.3-9.

37. Петров, A.A. Опыт математического моделирования экономики / A.A. Петров, И.Г. Поспелов, A.A. Шананин. М.: Энергоатомиздат, 1996.

38. Питухин, Е.А. Математическое моделирование динамических процессов в системе «экономика рынок труда - профессиональное образование / Е.А. Питухин, В.А. Гуртов. - СПб.: СПбГУ, 2006. - 346 с.

39. Попков, Ю.С. Макросистемные модели пространственной экономики. М.: КомКнига, 2008. 240 с.

40. Портал Международной Ассоциации по проблемам CALS. Режим доступа: http://www.calsnet.ru

41. Прикладная экономика: проект TEMPUS TACIS CDJEPJ21135-2000. -Донецк, 2004. Режим доступа: http://www.econom.univ.kiev.ua/files/books

42. Прорыв: PLM замахнулись на популярность ERP// CNews. Аналитика. — Режим доступа: http://www.cnews.ru/reviews/articles/index.shtml72006/05/! 5/201191

43. Путилов, В.А. Системная динамика регионального развития / В.А. Путилов, A.B. Горохов. Мурманск: НИЦ «Пазори», 2002. — 306 с.

44. Райзберг, Б.А. Современный экономический словарь. 5-е изд., перераб. и доп. / Б.А. Райзберг, Л. Ш. Лозовский, Е. Б. Стародубцева. - М.: ИНФРА-М. - 2007. -495 с.

45. Раскин, Д. Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем /Д. Раскин. -М.: Символ-Плюс, 2005.

46. Ресурсы инноваций: организационный, финансовый, административный / под ред. проф. И.П. Николаевой. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 318 с.

47. Рынок труда и рынок образовательных услуг в субъектах Российской Федерации / В.Н. Васильев и др. М.: Техносфера, Серия: Мир экономики, 2006. — 680 с.

48. Сайт компании Powersim software. Режим доступа: http://www.powersim.com/

49. Сердюк, В.А. Сетевые и виртуальные организации: состояние и перспективы развития / В.А. Сердюк // Менеджмент в России и за рубежом. -2004. -№2.

50. Скворцов, H.A. Вопросы согласования неоднородных онтологических моделей и онтологических контекстов /H.A. Скворцов; под ред. Л.А. Калиниченко // Онтологическое моделирование. М.: ИЛИ РАН, 2008. -С.149-166.

51. Современные технологии построения распределенных программных систем /А.П. Афанасьев и др. // Проблемы системного анализа и управления: сб. тр. ИСА РАН; под ред. C.B. Емельянова. — М.:Эдиториал УРСС, 2001. -С.115-180.

52. Стратегия развития науки, научно-технической и инновационной деятельности в мурманской области на период до 2015 года. -Режим доступа: http://mineconomy.gov-murman.ru/

53. Сухорослов О.В. Принципы самоорганизации в пиринговых системах// Прикладные проблемы управления макросистемами. Сборник докладов. Том 8.-М.: Едиториал УРСС, 2004. С. 141-174.

54. Тарасов, В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: философия, психология, информатика /В.Б. Тарасов. М.: УРСС, 2002. - 352 с.

55. Технопарки как инструмент интенсификации развития производства. -Режим доступа: http://testl.raexpert.ru/researches/technopark/

56. Томчин, Г.А. Инновационная экономика: что за ширмой? / Г.А. Томчин // Бизнес-журнал. 2007. - №11. - С. 14-17.

57. Туманян, И.В. Рынок инновационных услуг как элемент рыночной инфраструктуры / И.В. Туманян // Серия: Экономика СевКавГТУ: сб. науч. тр. Ставрополь: СевКавГТУ, 2002. - Вып.VI.

58. Управление онтологиями / Т.В. Левашова и др. // Известия академии наук. Теория и системы управления. -2003. -4.II, -№5. С.89 -101.

59. Филиппов, В.А. Информационно-аналитическая поддержка малого инновационного предпринимательства /В.А. Филиппов // Серия. Перспективные информационные технологии и концепции. 2006. — 200 с.

60. Форрестер, Дж. Мировая динамика / Дж.Форрестер. М.: Наука, 1978. -165 с.

61. Хоффман, Л. Современные методы защиты информации / Л. Хоффман; пер.с англ. М.:Сов.Радио, 1980. — 264 с.

62. Черняк Л. Джеймс Гослинг, влюбленный отец/ / Открытые системы, 2006. -№4

63. Чесбро, Г. Открытые инновации / Г. Чесбро; пер. с англ. М.: Поколение, 2007.-336 с.

64. Шебеко, Ю.А. Имитационное моделирование и ситуационный анализ бизнес-процессов принятия управленческих решений: учеб. и практич. пособие / Ю.А. Шебеко М.: «Тора-Инфоцентр», 1999. 205 с.

65. Шишаев, М.Г. Открытая мультиагентная система формирования региональных инновационных структур / М.Г. Шишаев, А.В. Маслобоев // Параллельные вычисления и задачи управления РАСО '2008.: тр. IV Междунар. конф. М.: ИПУ РАН, 2008. - С. 1515-1535.

66. Aberer, К. Managing trust in а peer-2-peer information system /К. Aberer, Z. Despotovic // Proceedings of 10th International Conference on Information and Knowledge Management, 2001. P.310-317.

67. Aberer, K. Peer-to-peer information systems: concepts and models, state-of-the-art, and future systems / K.Aberer, M.Hauswirth. Режим доступа: http://lsirpeople.epfl.ch/hauswirth/papers/ICDE2002-Tutorial.pdf

68. Albert, R. Diameter of the World-Wide Web / R. Albeit, H. Jeong, A.L. Barabasi //Nature. 1999. - V.401. - P. 130.

69. С. Britt Beemer. Насколько эффективна моя реклама? Режим доступа: http://www.advertology.ru/article44660.htm78. cPDm — The Key to Harnessing Innovation in an E-Business World. — Режим доступа: http://www.cimdata.com/PLM/cpdm.html

70. Cui Z., Jones D., O'Brien P. Issues in Ontology-based Information Integration. Режим доступа: http://www.csd.abdn.ac.uk/~apreece/ebiweb/papers/cui.pdf

71. DNS Resources Directory Режим доступа: http://www.dns.net/dnsrd/

72. Donald, G. The Anatomy of Successful Innovation / Donald. G, Marguis; перевод, обработка А. Сенин. 2000-2001. - Режим доступа: http://technopark.al.ru/business/innovation/anatomy.htm

73. EDIFACT Standards. Overview Tutorial Режим доступа: wvvw.gxs.com/pdfs/Tutorial/TutorEDIFACTGXS.pdf

74. F. Klemm, S. Girdzijauskas, J.Y. Le Boudée and K. Aberer: "On Routing in Distributed Hash Tables", The Seventh IEEE International Conference on Peer-to-Peer Computing (P2P 2007), Galway, Ireland, September 2007.

75. Federal Information Processing Standards Publication. Integration Definition For Information Modeling (IDEFIX). 1993 December 21. - Режим доступа: www.idef.com/pdf/Ideflx.pdf

76. Forrester J. W. System Dynamics and the Lessons of 35 Years. Режим доступа: http://sysdyn.clexchange.org/papers/D-4224-4.pdf

77. Frank H. Maier. New product diffusion models in innovation management — a system dynamics perspective // System Dynamics Review. 1998. - Vol. 14. -P.285-309.

78. Frank M. Bass A new product growth model for consumer durables (Bass Diffusion Model) // Management Science. 1969. - Vol.15. - P.215-227.

79. Galuba W., Aberer K. Generic emergent overlays in arbitrary peer identifier spaces // Self-Organizing Systems, Second International Workshop (IWSOS 2007), The Lake District, UK, September 11-13, 2007 . Vol. 4725. -2007. -P.88-102.

80. ISO 10303-22. Industrial automation system and integration Product data representation and exchange part 22: Implementation methods: Standard data access interface.

81. Linthicum D. SOA Loosely Coupled.What?// SOA World Magazine. -Режим доступа: http://soa.sys-con.com/node/439723

82. Marsh, S. Formalising Trust as a Computational Concept / S. Marsh. -University of Stirling, 1994.

83. Milling, Peter M. Modeling innovation processes for decision support and management simulation / Peter M. Milling // System Dynamics Review. -1996.-Vol.12.-P.214-234.

84. Napster Website. Режим доступа: http://free.napster.com/

85. National Institute of Standards and Technology. Integration Definition For Function Modeling (IDEFO). Washington: Draft Federal Information, 1993.

86. Newman, M.E.J. Models of the Small World / M.E.J. Newman // A Review. arXiv:cond-mat/0001118. 2000. - V.2.

87. OSLO MANUAL. The Measurement of Scientific and Technological Activities: ProposedGuidelines for Collecting and Interpreting Technological Innovation Data. European Commission, Eurostat. — Режим доступа: www.oecd.org/dataoecd/35/61/2367580.pdf

88. Pawlak, Z. Rough Sets / Communications on the ACM 38-11 // Z. Pawlak, J. Grzymala-Busse, R. Slowinski, W. Ziarko. -1995. P.89-95.

89. Ritter, J. Why Gnutella Can't Scale. No, Really. Режим доступа: http://www. darki-idge.com/~j pr5/doc/gnutel la.html

90. Roy, Rothwell. Towards the Fifth-generation Innovation Process / Rothwell Roy // International Marketing Review. — 1994. Vol. 11, Issue 1. — P.7-31.

91. Sandhu, R.S. Access control: principles and practice / R.S. Sandhu, P.Samarati // IEEE Communications magazine. Sept 1994. - P.40-48.

92. Strehl A., Ghosh J., Mooney R., Impact of similarity measures on web-page clustering / In Proc. AAAI Workshop on AI for Web Search (2000), 58-64, 2000.

93. The Free Network Project. Режим доступа: http://freenetproject.org/

94. World Wide Web Consortium (W3C). Режим доступа: http://www.w3.org/

95. Zadeh, L.A. Fuzzy sets. Information and Control / L.A. Zadeh. — 1965. - V.8, No 3. - P.338-353.