Rus Nano Ж...1

06.05.2009 Разработка технологических дорожных карт

Исходно метод разработки дорожных карт базируется на хорошо известном методе оценки и анализа программ – PERT (Program Evaluation and Review Technique). PERT-метод подразумевает изображение шагов, которые необходимо сделать на пути к достижению цели, в виде схемы (графа), т.е. в виде дорожной карты. Эта схема описывает различные альтернативные пути, из которых можно выделить критический (оптимальный) путь. Данный метод критического пути использовался в 1950-х гг. и позже ВМС США при разработке проекта по созданию ракетного комплекса «Полярис». В начале 1960-х американская авиаракетная компания «Дуглас» по выпуску космической и военной авиатехники (ныне объединившаяся с «Боингом») использовала метод дорожных карт для описания необходимых этапов подготовки гипотетического полета на Марс. Многие фирмы, такие как, например, «Моторола» в середине 1980-х, использовали эту методологию с целью определения научно-исследовательских проектов, которые должны быть реализованы при разработке нового продукта.

Были разработаны важные модификации метода разработки дорожных карт, в т.ч. включение в методологию вероятностных оценок времени, необходимого для перемещения от одного технологического узла до другого или от одной технологии до другой, что позволило использовать ее для оценки сроков окончания работ.

Эта модель получила дальнейшее развитие в виде различных вариаций, включая метод анализа последовательности разработки технологий (TSA – Technology Sequence Analysis). Этот метод подразумевает использование статистических методов моделирования оценок времени, необходимого для достижения промежуточных целей. TSA полезен для прогнозирования временных интервалов, в течение которых может быть достигнут результат, и для измерения времени, необходимого на реализацию промежуточных технологий, от которых зависит система в целом. На практике некоторые из сетевых графиков TSA включают тысячи узлов, или промежуточных этапов. Обработка сетей такого размера требует использования эффективного программного обеспечения и современных баз данных.

В программах Форсайта дорожные карты могут использоваться также при разработке сценариев и служить в качестве своего рода карты, отображающей причинно-следственные связи, а также представлять общую структуру сценария. Если заданы вероятностные оценки путей, соединяющих узлы, они могут быть использованы для прогнозирования этапов, которые предстоит достигнуть, и для оценки всего пути к цели. Участки между узлами могут служить для задания времени между последующими этапами; это дает возможность оценить временные характеристики исследуемой системы.

Ведущим разработчиком и пользователем этого метода применительно к технологиям были Национальные лаборатории Сандия, входящие в состав Департамента энергетики США. Они описывают три различных типа технологических дорожных карт:

1. дорожные карты развития продукта (продуктовые дорожные карты), которые показывают необходимые шаги для доведения продукта до намеченного состояния;

2. дорожные карты развития новой технологии (технологические дорожные карты), которые показывают, как отдельная технология эволюционирует и какие ресурсы могут быть или должны быть задействованы для ускорения или изменения хода ее развития;

3. проблемно-ориентированные дорожные карты, в которых технология описывается как один из многих этапов, связанных с решением или возникновением проблемы.

Дорожные карты подразделяются на два вида: дорожные карты, ориентированные на продвижение научных результатов по стадиям инновационного цикла, и дорожные карты поиска технологий для решения уже выявленных проблем. Дорожные карты «продвижения» обычно используются исследовательскими лабораториями, разрабатывающими и продвигающими свои программы исследований, в то время как дорожные карты «поиска» могут быть использованы для определения кратчайшего пути достижения цели или разработки продукта (технологий). Дорожные карты также подразделяются на карты научных исследований и технологические дорожные карты. Хотя известен опыт разработки карт научных исследований, большинство разработанных к настоящему времени карт относятся к технологическим дорожным картам.

Чем отличаются карты научных исследований от технологических дорожных карт? Ничем, если речь идет о целевых исследованиях; как и в случае с технологическими дорожными картами, вопрос ставится так: «какие шаги приведут к достижению выбранной цели наиболее эффективным образом?» Но если конкретная цель научных исследований не сформулирована, вопрос звучит иначе: «как может развиваться данное научное направление?» И это вопрос более сложный.

Поскольку дорожная карта представляет собой сетевой график с взаимосвязанными узлами, необходимо рассмотреть, что представляют собой узлы и связи – линии, соединяющие различные узлы. Каждый узел – определенная веха на разрабатываемой карте. Это может быть узел, имеющий количественную характеристику (например, цитируемый документ или патент, на который ссылаются последующие патенты), или он может быть охарактеризован качественно с помощью экспертных оценок (например, будущая технология на определенном уровне реализации). Линии, соединяющие узлы, – «дороги» на «карте» – также могут нести информацию. В случае с количественно определенными узлами линии могут представлять собой количество цитирований одного узла другим или число патентных ссылок. Если мы имеем дело с субъективными оценками экспертов, линии могут демонстрировать связи между технологиями: например, вектор развития технологий, показывающий, что для достижения определенной технологии необходимо иметь в своем распоряжении другую. Каждой линии может быть приписано значение, показывающее ожидаемое время, затрачиваемое на перемещение от одного узла до другого. Или же линии могут нести информацию об оценках вероятности, что одно достижение (узел) приведет к другому.

Итак, обычно процесс построения дорожных карт достаточно субъективный, и для сбора оценок экспертов, которые, в конечном счете, составят суть «карты», могут быть использованы различные методы. Способами сбора экспертной информации могут быть семинары, посвященные определению узловых точек и путей, персональные интервью, а также метод Дельфи или производные от него методы. Независимо от используемых методов сбора экспертных оценок, они должны включать такие этапы, как определение узлов, структуру взаимосвязей и характеристики путей между узлами, включая, например, запаздывание, затраты, неопределенности и т.п.

Эксперты указывают, что дорожная карта должна отражать следующие вопросы.

1. «Знать – зачем» – зачем разрабатываются новые технологии или новая продукция, какова ниша рынка, которую они должны занять. Определение ключевых сегментов рынка, конкурентов и партнеров. Выбор стратегического направления.

2. Что должно быть сделано для разработки карт – структурирование области. Какие характеристики/свойства наиболее важны? Формулировка долгосрочных целей.

3. Какие исследования и разработки должны быть выполнены, т.е. должны быть определены конкретные элементы, узлы дорожной карты.

4. Определение необходимых ресурсов и объемов инвестиций. Отбор наиболее приоритетных проектов. Выявление и мониторинг областей риска.

Слабые стороны этого метода заключаются в необходимости проведения углубленной экспертизы и сложности разработки карт. Качество дорожных карт предопределяется уровнем знаний его разработчиков. Что касается сложности разработки карт, то большинство изучаемых объектов, в конечном счете, оказываются фрактальными, т.е. чем детальнее анализ, тем больше открывается деталей, требующих изучения. Если речь идет о фундаментальных исследованиях или быстро развивающихся технологиях, то определение узлов оказывается достаточно сложной задачей, поскольку среди узлов неизбежно окажутся еще не сделанные открытия. И, наконец, уже сформировавшиеся тенденции могут оказаться превалирующими. В этом случае дорожная карта будет представлять собой не что иное, как экстраполяцию тенденций.

Отчет о научно-исследовательской работе «Проведение анализа тенденций технологического развития с использованием технологий форсайта с целью определения долгосрочных перспектив на примере одного из приоритетных направлений программы».

Государственный контракт от 18 ноября 2005 г. № 02.456.11.7003 в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2005-2006 гг.. Федеральное агентство по науке и инновациям, ФГУ РНЦ «Курчатовский институт».

Материал опубликован в журнале «Российские нанотехнологии» №3-4 за 2009 г.