Наукоемкие технологии Лекции по курсу «Управление проектами создания наукоемких объектов и систем» Т.И.Соловьева

Наукоемкость определяется как расходы на НИОКР в расчете на единицу продукции

Значения наукоемкости в разных отраслях в США авиаракетная промышленность 12,9% научное приборостроение 12,4% информационные технологии 11,8% фармацевтическая промышленность 10,4% производство компьютеров 7,9% нефтяная промышленность 0,7% пищевая промышленность 0,5% легкая промышленность 0,5% Уровень расходов на НИОКР наиболее активных компаний в области информационных технологий и телекоммуникаций («Microsoft», «Ericsson», «Motorola») достигает 17% от объема продаж.

На основе анализа затрат на НИОКР и производства продукции в странах ОЭСР было предложено относить к наукоемким производствам те, показатель наукоемкости которых превышает 3,5%. ОЭСР – Организация экономического сотрудничества и развития (OECD – Organisation for Economic Cooperation and Development) Международная экономическая организация развитых стран, признающих принципы представительной демократии и свободной рыночной экономики. Члены – 34 страны. Клуб богатых стран (на их долю приходится производство двух третей товаров и услуг в мире). В 2012 Россия вступила в ВТО и начала переговоры о членстве в ОЭСР (планируется завершить в 2013 – 2014 г.г.). По многим показателям российская экономика находится позади стран- членов ОЭСР: низкая производительность недостаток инноваций низкий доход на душу населения высокая инфляция экстремальное социальное неравенство высокий уровень коррупции «недоразвитость» малого и среднего бизнеса (неблагоприятный инвестиционный климат) низкий уровень здравоохранения и охраны окружающей среды.

Наукоемкие или высокотехнологичные отрасли по уровню наукоемкости делятся на: ведущие наукоемкие технологии (leading-edge) – выше 8,5% технологии высокого уровня (high level) – 3,5 – 8,5% Признаки высоких технологий: производство принципиально новой продукции и услуг, включая информационные технологии и Интернет высокая доля затрат на НИОКР в производстве этой продукции и услуг, быстрая сменяемость моделей длительный период осуществления затрат и высокий риск изменение социальной среды

Функция Реализация функции 1. Рыночная Обеспечивает лидерство на рынке, преимущества перед конкурентами 2. Связующая Исполняет роль связующего звена между научным знанием и его использованием 3. Интегрирующая Координация отдельных производственных процессов 4. Стимулирующая Совершенствование существующей и создание качественно новой техники и производственных процессов 5. Экономическая Обеспечение необходимого соответствия между психофизиологическими и технологическими ритмами труда 6. Экологическая Охрана окружающей среды за счет обеспечения безотходности производства, замкнутого цикла переработки ресурсов 7. Эвристическая Исследование различных фаз производственных процессов, использование кибернетики, выбор оптимальных вариантов организации производства 8. Прогностическая Прогнозирование развития науки, техники, производства и их ограничивающих факторов 9. Социальная Придание труду нового содержания, развивающего работников, требующего от них более высокого уровня знаний, повышающего заинтересованность трудом 10. Политическая Обладание новыми современными технологиями позволяет стране завоевывать авторитет на мировой политической арене* Функции высоких технологий

Интегральные показатели сравнения стран: технологические возможности страны (technological capability) – характеризуют вклад отдельного государства в совокупное промышленное производство; потенциал развития технологии (technology developing potential) – характеризует способность его к созданию новых видов продукции и технологий технические возможности кол-во зарегистрированных патентов объем экспорта наукоемкой продукции научно-технический потенциал расходы на исследования и разработки численность исследовательского персонала результативность число патентов, зарегистрированных за рубежом объем экспорта технологии.

Новые термины в области высоких технологий – макро- и нанотехнологии Макротехнологии – совокупность всех видов инновационной деятельности по созданию принципиально новых видов продукции и услуг в отраслях, определяющих передовой технологический уровень страны. В СССР были созданы микротехнологии: авиация, ракетная и космическая промышленность, ядерная энергетика, энергетическое машиностроение. В годы кризиса ( гг.) – значительное технологическое отставание. Причины: отсутствие заказов, резкий спад НИОКР, износ оборудования. В настоящее время США освоили 22 микротехнологии. Россия освоит до 2025 г микротехнологий.

Внутри микротехнологий выделяют критические технологии – технологии, отсутствие которых не дает возможности освоить макро технологию. Значимость критических технологий: при смене поколения современного самолета требуется создать от до 170 новых технологий, а также модернизировать еще почти 400. Доля лучших критических технологий в России около 20% от их общего числа в мире.

Нанотехнология – структуры величиной порядка нм (10 -9 м). «Нанотехнология приведет к инновационному взрыву» Современный композиционный материал кевлар – сверхпрочная ткань для бронежилетов: внешне обычные тонкие майки непробиваемы для пули (разработка МГТУ им. Н.Э.Баумана). Наноалмазы (частицы углерода размером 4 нм) изготавливаются в промышленном масштабе тоннами. Используются для полировки, дают недостижимую прежде гладкую поверхность (в десятки раз выше самого высокого, 14-го класса чистоты обработки). При добавлении в смазочное масло продлевают жизнь трущихся деталей в сотни раз, (полировка и «заделка» микротрещин происходит на уровне отдельных атомов).

Нанотехнологии в лазерной гироскопии Зеркала лазерных гироскопов: слоев толщиной нм с шероховатостью 1Å ( м) Самое дорогостоящее в производстве наноматериалов - создание особо чистых условий рабочей зоны. Фирма Honeywell затратила $ на создание производства лазерных зеркал. Фирма Honeywell лидирует в производстве лазерных гироскопов и инерциальных измерительных блоков (модулей) – Inertial Measurement Unit.

В настоящее время оптические гироскопы по-прежнему доминируют на рынке с большим отрывом. ЛГ широко используются в навигационных системах и системах тактического наведения. С повышением класса точности доля ЛГ значительно возрастает. В области сенсоров низкой точности доминируют МЭМС-датчики в силу их дешевизны и компактности, в области стратегической навигации доля ЛГ составляет более 60%.

В 2011 году рынок высокоточных гироскопов 1,29 млрд. $, рост на 4,3% годовых, прогноз: 1,66 млрд. $ к 2017 году

Информационные технологии – это технологии, позволяющие обрабатывать значительные объемы информации, сокращающие время, необходимое для разработки новой продукции, способствующие ускорению инновационного процесса. Объем рынка информационных технологий превышает 2 трлн. долл.

Информационные технологии существенно влияют на условия работы и поведение человека, т.е. изменяют качество труда и социум. Значительно меняется организация НИОКР: в работе над одним проектом или научной программой могут участвовать ученые, конструкторы различных стран и регионов, не выходя из дома. При этом отпадает необходимость в приобретении ряда дорогостоящих научных установок, проведение экспериментов становится возможным на одной экспериментальной базе или в технопарке. Информационные технологии приводят к созданию «виртуальных» предприятий, т.е. группы производств, объединенных единой информационной системой.

Электронная система непрерывной интегрированной поддержки жизненного цикла продукта CALS - Continuous acquisition and life cycle support, включающая поддержку всех элементов жизненного цикла продукта (замысла, проектирования, производства, транспортировки, хранения, продажи, утилизации). CALS-технологии - методы работы с информацией о продуктах, процессах и среде, основанные на электронном представлении документации в формате, определенном международными CALS-стандартами. Значительно повышается кпд активных ученых, изобретателей, конструкторов, т. к. они затрачивают меньше времени на поиск информации, верификацию результатов исследований, анализируют больше информации.

«Новая» экономика – это экономика, базирующаяся на знаниях (Knowledge based economy): сплав высоких технологий, образования и человеческого капитала. Поэтому в «новую» экономику включают наукоемкое здравоохранение и образование. В научном бюджете США доля расходов на развитие национальных институтов здоровья составляла 22%, занимая второе место после расходов на оборону. Эффект от вложений в медицинские исследования и человеческий капитал, способствующих увеличению активности и долголетия, намного превосходит выгоды, обусловленные информационными технологиями. Расходы на образование: существенный вклад в информатизацию и «интернетизацию» образования, развитие дистанционного образования (в США 20 млрд. долл. в год). В России – проект информатизации образования стоимостью 56 млрд. руб.