Если аппроксимирующее уравнение записать в виде

На практике часто возникает потребность в установлении связи между у и многими параметрами х_ь х₂,...,х_n Многофакторные теорети­ческие регрессии аппроксимируют полиномами первого или второго порядка. Уравнение регрессии определяет систематическую состав­ляющую, а ошибки разброса - случайную. В этом случае для изучения связи между переменными используют несколько видоизмененный метод, а уравнение связи составляется между зависимой случайной величиной у и и переменными х. Для простоты рассуждений ограни-

которую решают любым известным способом. Теоретическую модель множественной регрессии можно получить методами математического планирования активного эксперимента, а также пассивным способом, когда точки фактического пространства выбираются произвольно.

В большинстве случаев объекты ис­следований чаще всего являются результатом влияния большого числа количественных и качественных факторов и признаков. О таких объ­ектах говорят, что они являются многомерными (изображаются точкой в многомерном пространстве). Для их описания используются специ­альные методы исследования, основанные на положениях теории ин­формации, распознавания и прогнозирования.

В качестве примера рассмотрим методологию прогнозирования многопараметрических процессов и явлений, предложенную Фрумкиным Р.А., которая базируется на теории последовательного анализа А. Вальда. Методология предусматривает выполнение следующих этапов исследований:

- выбор объекта исследований и установление градации уров­ней прогнозируемых состояний;

- сравнение распределений факторов и оценка существенности их различий;

- разбивку упорядоченного ряда на диапазоны и выделение ин­формационных признаков;

- расчет отношений правдоподобия, прогностических коэффи­циентов и информативности факторов;

- разработку распознающих систем, выбор уровня ошибок и прогностических порогов;

- проверку распознающих систем и оценку их эффективности.

Методология демонстрируется на примере прогнозирования по­тенциальной выбросоопасности углепородного массива на шахтах «Луганскуголь». В этом случае необходимо знать два подлежащих

Сравнение произведено в два этапа. Предварительное сравнение распределений с целью оценки существенности их различий выполне­но с помощью непараметрического критерия Вилкоксона - Манна - Уитни, а окончательное - путем разбивки всей шкалы на диапазоны.

Принцип выбора одной из двух гипотез по отношению вероят­ностей заключается в следующем. Если отношение равно 2,08, то это значит, что гипотеза А₁ (в нашем случае выбросоопасное состояние массива) в 2,08 раза правдоподобнее гипотезы А₂, поэтому отношение вероятностей называют отношением правдоподобия.

Поскольку в процессе прогнозирования отношения правдоподо­бия для независимых факторов перемножаются, то удобнее использо­вать их логарифмы, умноженные на 100, называемые прогностическим коэффициентом. Коэффициент со знаком плюс говорит о большем правдоподобии гипотезы А₁. Чем больше абсолютная величина коэф­фициента, тем больше он несет информации о преобладании вероятно­сти одного из прогнозов. Однако информативность фактора нельзя определить только по величине прогностического коэффициента. Она зависит также от частоты попадания в данный диапазон. Поэтому фор­мула для определения информативности фактора имеет вид:

Информативность фактора «начальная скорость газовыделения» равна I_Х = 26,3. Чем больше величина I_Х, тем больше в нем содер­жится информации, необходимой для различения сравниваемых со­стояний. При величине 1_Х ≤1 исследуемый фактор можно считать не информативным.

Таблица 6.8 - Прогностическая таблица для оценки потенциальной выбросоопасности массива

После вычисления информативности всех имеющихся в распо­ряжении исследователя факторов их заносят в так называемую прогно­стическую таблицу (табл.6.8). Использованию таблицы предшествует выбор прогностических порогов, которые намечаются из допустимого процента ошибок:

Допустимый уровень ошибок назначается исследователем и за­висит от сложности и целей проводимых исследований. Для целей прогнозирования внезапных выбросов угля и газа в связи с большой сложностью и слабой изучаемостью явления он может быть принят для ошибок I рода 20 %, а II рода - 5 %. На практике это приведет к некоторому увеличению затрат, связанных с реализацией дополни­тельных мер по соблюдению ПБ, однако в 4 раза снизит вероятность ситуаций, связанных с трагическим исходом. При таком уровне оши­бок порог для выбора решения в пользу A₁ будет равен + 70, в пользу А₂ - 120.

Применение табл. 6.8 сводится к следующему. С учетом рассчи­танных порогов определяют значимость каждого фактора в порядке их расположения в таблице. Затем суммируют прогностические коэффи­циенты, соответствующие каждому из факторов для выработки, кото­рую следует отнести и одному из возможных событий A₁ и A₂. Если достигнут порог со знаком минус, выносят решение в пользу гипотезы А₂. Если после суммирования коэффициентов для всех признаков ни один из порогов не достигнут, то выносят решение о недостаточной информации для решения вопроса с намеченным уровнем надежности.

ЛЕКЦИЯ 16 ТЕМА 7. АНАЛИЗ, ОФОРМЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

7.1.Анализ исследований и формулирование выводов и предложений

Основой совместного анализа теоретических и эксперименталь­ных исследований является сопоставление выдвинутой рабочей гипо­тезы с опытными данными.

В результате анализа могут возникнуть три случая:

а) установлено полное или достаточно хорошее совпадение ра­бочей гипотезы, теоретических предпосылок с результатами опыта. На основании этого полученные результаты исследований используют для формулирования основных научных положений, вытекающих из рабочей гипотезы, в результате чего последняя превращается в дока­занное теоретическое положение или даже в теорию;

б) экспериментальные данные лишь частично подтверждают положение рабочей гипотезы и в той или иной её части противоречит ей. В этом случае рабочую гипотезу изменяют и перерабатывают так, чтобы она наиболее полно соответствовала результатам эксперимента. Чаще всего производят дополнительные эксперименты с целью подтвер­ждения рабочей гипотезы, после чего она также превращается в теорию;

в) эксперимент не подтверждает рабочую гипотезу. Её анализи­руют, при необходимости пересматривают. Затем производят новые экспериментальные исследования с учётом новой рабочей гипотезы. Отрицательный результат научной работы, как правило, не является бросовым, так как этот результат помогает выработать правильные представления об объектах, явлениях и процессах.

После анализа формулируют выводы или предложения, которые представляют в форме заключения к работе. Это сделать не так просто, так как необходимо выделить то новое и существенное, что является результатом исследований, и определить пути дальнейшей работы. Количество выводов не должно быть более 5-10, и они должны прямо отвечать поставленной цели исследований.

Выводы удобно разделить на научные и производственные, причём в научных выводах необходимо показать какой вклад внесён в науку в результате выполненных исследований. В заключение нужно также осветить план использования законченных НИР и дать ожидае­мый экономический эффект.

7.2.Составление отчётов о НИР

Материалы, полученные в процессе исследований, обрабатыва­ют, систематизируют и оформляют в виде научного отчёта. Он должен быть изложен логически последовательно, формулировки должны быть точны и просты, результаты работы представлены конкретно, а выводы убедительно аргументированы.

При составлении научных отчётов следует руководствоваться требованиями ГОСТ, в соответствии с которым отчёт должен содер­жать: титульный лист; список исполнителей; реферат; содержание (ог­лавление); основную часть, которая в свою очередь содержит: введе­ние, разделы (главы), отражающие методику, содержание и результаты выполненной работы, заключение (выводы и предложения); список лите­ратуры; приложения. В необходимых случаях в отчёт включают перечень сокращений, символов, специальных терминов и их определений.

Во введении характеризуют состояние вопроса, цель, новизну и актуальность исследования. В основной части излагают обзор, анализ и критику, ранее выполненных исследований, теоретические и экспе­риментальные исследования с изложением методики, результатов и их анализа. Заключение содержит оценку результатов работы, намеченных путей дальнейшей работы, значимость и научную ценность. В отчётах по техническим наукам отмечается необходимость проведения ОКР. В при­ложение включают вспомогательный материал в виде математических выкладок и расчётов, таблиц цифровых данных, протоколов и актов испытаний, инструкций и методик.

Представляют отчёт в виде тома (нескольких томов), отпеча­танных на машинке или принтере. Текст отчёта разделяют на главы, параграфы, пункты. Иллюстрации именуют рисунками, нумеруют и сопровождают подрисуночной подписью. Таблицы также нумеруются и имеют заголовки.

Специальной формой отчёта является диссертация, которая со­держит сведения о самостоятельной научной работе, представленной автором на соискание учёной степени.

Одной из форм составления научных отчётов является реферат, который имеет обычно следующее содержание:

- введение, где характеризуется теоретическое и практическое значение темы;

- основная часть реферата, где излагают сущность реферируе­мых данных и критические замечания по ним;

- заключение, где даётся оценка и выводы о проанализирован­ной информации;

Рецензия или отзыв о научной работе оценивает научные поло­жения и результаты научного исследования. При составлении рецен­зии обычно придерживаются такой последовательности:

- актуальность темы;

- оценка научного содержания, языка, стиля изложения;

- последовательность изложения результатов;

- оценка иллюстраций;

- замечания по объёму и содержанию;

- общие выводы и итоговая оценка исследований.

Критика рецензента должна быть принципиальной, научно обоснованной, но вместе с тем доброжелательной, способствующей улучшению исследования.

Доклад или научное сообщение также является одной из форм отчёта о НИР. Это краткое изложение основных научных положений автора, их практическое и научное значение, выводы и предложения. Для доклада отводят ограниченное время (10-20 мин), поэтому он должен быть кратким и чётким. Не рекомендуется читать доклад, так как эмоциональность и убеждённость докладчика обеспечивают кон­такт с аудиторией. Главным в научном докладе является содержание и научная аргументация.

7.3.Подготовка научных материалов к опубликованию

В научной печати публикуют новые научные результаты и кон­кретные предложения, имеющие важное теоретическое и практиче­ское значение. К научным печатным работам относятся монографии, брошюры, статьи, тезисы докладов, рефераты, а к учебным изданиям - учебник и учебные пособия.

В монографии излагают итог всестороннего исследования опре­делённой темы или проблемы, выполненный одним или несколькими авторами. В статье приводят результаты, полученные по конкретному вопросу и имеющие научное и практическое значение. Статьи публи­куют в научных журналах или сборниках. Объём статьи не должен превышать 10-12 страниц.

Учебник - это систематизированное изложение определённой учебной дисциплины в соответствии с учебной программой, и утвер­ждённое официальной инстанцией в качестве учебника. Учебное посо­бие частично заменяет или дополняет учебник.

Подготовку материалов исследования к печати проводят в опре­делённой последовательности. Составляют план и систематизируют материал исследования. Затем по главам и параграфам излагают мате­риал в научном стиле. Материалы печатают на пишущей машинке или принтере. После этого рукопись редактируют. Различают литератур­ное и техническое редактирование, которое выполняется по опреде­лённым правилам. После этого статья направляется в редколлегию журнала или издательство.

7.4.Внедрение законченных научно-исследовательских работ

Внедрение законченных научных исследований в производство является завершающим этапом НИР. Внедрение - это передача произ­водству научной продукции (отчёт, временные указания, технические условия, технический проект и т.д.) в удобной для реализации форме с обеспечением технико-экономического эффекта.

Процесс внедрения состоит из двух этапов: опытно­-производственного внедрения; серийного внедрения. На первом этапе научная разработка проходит опытную проверку в производственных условиях. Новые конструкции должны быть предварительно изготов­лены и испытаны на полигонах, новые материалы проходят испытания в производственных условиях и их используют для изготовления опытных конструкций, технологические процессы подлежат опытной проверке на производственных предприятиях, а если в результате выпол­нения НИР предлагается новая машина или какое-либо оборудование, то необходимо изготовить опытный образец.

Опытные образцы конструкций, материалов, машин тщательно изу­чают в производственных условиях при различных многократных воздей­ствиях. Продолжительность таких испытаний устанавливают расчётом. На основании опытной проверки анализируется технико-экономическая эффективность образца, его эксплуатационные показатели (надёж­ность, долговечность), себестоимость, технологичность изготовления и делается вывод о необходимости переоборудования производствен­ных предприятий. Результаты испытаний оформляют в виде поясни­тельной записки, к которой прилагаются различные акты, подписы­ваемые представителя заказчика и подрядчика.

Первый этап внедрения требует больших финансовых затрат, он трудоёмок и продолжителен, так как часто требуется вносить пере­делки в опытный образец. Участие авторов разработки на первом этапе являются обязательным, так как требуется разработка рекомендаций по совершенствованию опытных образцов.

Прикладные теоретические исследования считаются завершён­ными, если в соответствии с договором по ним разработаны рекомен­дации, указания, инструкции и другие руководящие материалы.

После опытно-производственного испытания новые материалы, конструкции, технологию внедряют в серийное производство. На этом этапе научно-исследовательские организации не принимают участия. Они могут, по просьбе внедряющих организаций, давать консультации или оказывать научно-техническую помощь.

7.5.Оценка эффективности научных исследований

Наука является наиболее эффективной сферой вложения капи­таловложений. В мировой практике принято считать, что прибыль от капиталовложений в науку составляет 100-200%, что на много выше прибыли в любых отраслях. В нашей стране эффективность науки также достаточно высока.

Наука с каждым годом обходится всё дороже. В связи с этим в экономике возникает и вторая проблема - снижение непосредственных затрат на исследования при возрастающем эффекте от их внедрения. Поэтому под эффективностью научных исследований понимают также по возможности более экономное проведение НИР. Повышение эф­фективности научных исследований в коллективе может быть достиг­нуто различными способами: улучшением планирования и организа­ции НИР; более эффективным использованием оборудования; рацио­нальным использованием ассигнований; материальным стимулирова­нием научного труда; применением научной организации труда; улуч­шением психологического климата в научном коллективе и т.д.

Для оценки эффективности исследований применяют различные критерии. Фундаментальные исследования дают эффект лишь спустя значительный период после начала исследований. Результаты фунда­ментальных НИР можно оценить только с помощью качественных критериев:

- возможность применения результатов в различных отраслях;

- новизна явлений, дающая импульс для актуальных исследований;

- вклад в обороноспособность страны;

- приоритет отечественной науки;

- международное признание работ;

- фундаментальные монографии;

- цитируемость работ и т.д.

Прикладные исследования оценить проще, в этом случае при­меняют различные количественные критерии. В условиях рыночной экономики оценивание эффективности прикладных научно-технических разработок производится путем определения научно­-технического. экономического и социального эффектов.

Для технологических разработок научно-технический эффект выражается в повышении научно-технического уровня и в улучшении параметров техники и технологии, что вытекает из установленных но­вых закономерностей, а также из разработанных новых технологиче­ских способов производства.

Научно-техническая эффективность результатов прикладных НИР устанавливается в комплексе с оценкой их экономичной и социальной эффективности с помощью показателей научно-технического уровня (табл. 7.1), который определяется по сопоставляемым признакам.

Для оценивания научно-технического уровня результатов НИР и ОКР выбирают несколько наиболее существенных технических парамет­ров, в которых, прежде всего, заинтересованы будущие потребители техно­логии, продукции, услуг, способов выполнения работ. В частности, это мо­жет быть производительность, надежность эксплуатации, энерго- и мате­риалоемкость, показатели экологичности. Другие параметры (особенно технические) должны находиться в пределах общепринятого уровня.

Оценивание включает несколько этапов:

- определение совокупности необходимых нормативно­правовых документов, отображающих требования к новой продукции, особенно в области экологии, безопасности, предъявляемые в странах возможной продажи фирмами-конкурентами;

- определение перечня технических и технико-экономических показателей, необходимых для оценки научно-технического уровня:

- формирование группы аналогов на мировом и отечественном рынках и установление значений их технико-экономических показателей;

- для сравнения необходимо брать (если речь идет о новых об­разцах техники) такие аналоги, выпуск которых только начался, или (если речь идет о технологиях и материале) которые используются в последние 2-3 года;

- для каждого аналога необходимо определить значения одина­ковых оценочных показателей;

- сопоставление значений параметров новой продукции, что бу­дет получена в результате выполнения НИР и ОКР, с требованиями нормативных документов и параметрами аналогов.

Экономический эффект состоит в получении экономических ре­зультатов от научно-технических разработок как в целом для экономи­ки страны, так и для отдельных регионов, отраслей, организаций и предприятий, которые принимают участие в реализации технологиче­ских нововведений.

При расчёте экономической эффективности возможны различ­ные случаи в зависимости от цели расчета, вида объекта внедрения и базы сравнения. В каждом конкретном случае необходимо руково­дствоваться нормативными материалами.

Связь между экономическими показателями и техническими пара­метрами разработки устанавливается в каждом конкретном случае при выполнении НИР, при чем в практике укрупненных расчетов затрат на новую технику широкую популярность нашел метод регрессионного ана­лиза. В общем виде регрессионную зависимость можно записать как

Для установления взаимосвязи с показателями экономической эффективности могут быть использованы и нормативные методы, с помощью которых устанавливается влияние изменений в технических параметрах на поточные затраты производства, например, на заработ­ную плату, на затраты электроэнергии, материальные составляющие затрат и др.

С точки зрения организации разработчика основными критери­ем экономической эффективности является отношение:

- количеством внедренных тем за определенный период;

- экономическим эффектом от внедрения НИР и ОКР;

- количеством полученных патентов;

- количеством проданных лицензий или валютной выручки. Эффективность конкретного научного работника оценивают по количеству публикаций и цитируемости его трудов. Экономическую оценку работы отдельного работника применяют редко.

С точки зрения потребителя научной продукции основным по­казателем эффективности НИР и ОКР является экономический эффект Э от внедрения разработки, поэтому остановимся подробно на методи­ке её расчёта.

Расчёт экономического эффекта от использования результатов в НИР и ОКР имеет свои особенности. Так как научный процесс условно можно разделить на три этапа (выбор темы, выполнение НИР и ОКР и внедрение в производство) то и расчёт экономической эффективности производят поэтапно. В соответствии с тремя этапами НИР различают три вида эффективности: предварительную, ожидаемую, фактическую.

Предварительная экономическая эффективность устанавливает­ся при составлении ТЭО и включении темы исследований в план. Рас­считывают её по ориентировочным показателям.

Ожидаемую экономическую эффективность вычисляют в про­цессе выполнения НИР и относят к определённому периоду (году) внедрения продукции в производство. Это более точный критерий, хотя объём внедрения можно определить только ориентировочно.

Фактическая экономическая эффективность определяется после внедрения научных разработок в производство. Расчёт её производят обычно по фактическим затратам и с учётом конкретных стоимостных показателей. Она обычно несколько ниже ожидаемой и определяют её на предприятии, где осуществляется внедрение.

На уровне предприятий, использующих научно-технические разработки, экономические результаты определяют в виде выручки от реализации, изготовленной новой продукции, или продукции, изготов­ленной по новой технологии за вычетом средств, затраченных на соб­ственные потребности. В состав затрат в процессе определения эффек­тивности включают все необходимые для внедрения одноразовые ка­питальные и поточные затраты всех участников проекта. При этом в основе расчёта экономического эффекта лежат приведённые затраты:

Ожидаемую или фактическую экономическую эффективность Э

К_т - текущие затраты.

В условиях рыночной экономики, особенно в период ее станов­ления, инвестирование в науку сопряжено с риском неполучения ожи­даемых результатов в желаемые сроки. В связи с этим, кроме опреде­ления экономической эффективности, возникает необходимость в ко­личественной оценке риска инвестируемых в научные разработки средств. Это делается для того, чтобы заранее, еще до осуществления капитальных вложений, инвесторы, включая и само предприятие, пла­нирующее строительство, могли иметь ясную картину реальных пер­спектив о получения прибыли и возврата вложенных средств.

Методические подходы к оценке экономической эффективности инвестиционных проектов должны предусматривать обеспечение ми­нимально гарантированного уровня доходности проекта при условии компенсации инфляционного изменения покупательной способности денег в течение рассматриваемого периода времени и покрытие риска инвестора, связанного с осуществлением проекта. Это достигается пу­тем использования методов дисконтирования.

Процесс дисконтирования стоимости проекта заключается в приведении к выбранному в качестве базы моменту времени (текуще­му или специально обусловленному) стоимостной оценки будущих значений как самих инвестиций, распределенных во времени, так и поступлений (денежного потока) от инвестиций с использования.

Зависимость между современной и будущей стоимостью инве­стиционного проекта выглядит следующим образом:

Рассматриваемый показатель позволяет рассчитать накоплен­ную текущую прибыльность будущих доходов, объем которых час­тично зависит от ссудного процента и темпов инфляции.

Аналогично может быть рассчитана приведенная будущая стои­мость проекта, где в числителе формулы представлены распределен­ные по годам будущего периода капитальные вложения, предназна­ченные на финансирования внедрения разработки.

В международной практике признанными показателями, харак­теризующими выгоды от внедрения научно-технических разработок, и которые используются для оценки экономической эффективности ин­вестиционных проектов, являются критерии, базирующиеся на вре­менной стоимости денег:

NPV (Net Present Value) - чистый (дисконтированный) доход (прибыль);

PI (Profitability Index) - индекс доходности (прибыльности);

РВР (Payback Period) - период (срок) окупаемости инвестиций в реализацию проектов;

IRR (Internal Rate of Return) - внутренняя норма доходности (рентабельности).

Так, например, разность дисконтированных чистых поступле­ний от реализации проекта и первоначальных поступлений определяет величину чистого приведенного дохода:

где ЧПД - чистый приведенный доход;

ИЗ - инвестизационные затраты, включающие затраты на ис­следования, оборотные средства и издержки производства (при опре­делении реальной эффективности реализации проекта).

Чистый приведенный доход позволяет сравнить капиталовло­жения, которые необходимо осуществить, с дополнительной прибы­лью, которую они обеспечат в будущем. Если дисконтированная сум­ма ожидаемых в будущем доходов от капиталовложений больше, чем издержки на инвестирование, то проект может быть признан эффек­тивным, т.е. следует инвестировать только те проекты, которые имеют положительное значение ЧПД. Этот показатель наиболее рационально использовать для ранжирования инновационных предложений и выбо­ра приоритетных проектов с точки зрения их эффективности.

Коэффициент чистого дисконтированного дохода (индекс до­ходности) определяется как отношение ЧПД и необходимой дисконти­рованной стоимости инвестиций. Это отношение позволяет получить дисконтированную норму прибыли (коэффициент эффективности), вычисляемую по формуле:

ет границу безубыточности инвестиционного проекта.

Срок окупаемости инвестиций определяется как период для возмещения первоначально вложенный на разработку средств на осно­ве накопленных чистых реальных денежных потоков, обусловленных реализацией инновационного проекта, т.е. отношением суммы инве­стиций к дисконтированным доходам. Показатель периода окупаемо­сти инвестированных в инновации средств позволяет получить ин­формацию об уровне рискованности проекта в связи с изменениями в относительной ликвидности инвестиций.

Показатели экономической эффективности (7.13-7.15) иннова­ционных проектов учитывают затраты и результаты, связанные с их реализацией, как коммерческого характера, так и те, которые выходят за пределы прямых финансовых интересов участников проекта, в том числе эффект отраслей национальной экономики, социальный эффект и другие составляющие эффективности, обусловленные внерыночной деятельностью субъектов внедрения научно-те