Использование Функциональной Модели для преодоления «инновационной пропасти» при коммерциализации научных разработок

Материалы 3 конференции "ТРИЗ. Практика применения методических инструментов"

Sergey Malkin, Vice-President, Guided Brainstorming LLC.

Galina Malkin, President, Guided Brainstorming LLC.

 

Тезисы:

 

Компанией Guided Brainstorming LLC разработан и успешно апробирован метод Направленной Генерации Идей, позволяющий снизить риск, сократить сроки и стоимость инновационных проектов, обеспечивающий достижение более полной отдачи от используемых технологий.

В данной работе представлены результаты использования метода Направленной Генерации Идей в формате Технологической Инновационной Карты (ТИК) для преодоления «инновационной пропасти» между созданием новых технологий в лабораториях университетов, лабораториях и исследовательских центрах индустриальных компаний или НИИ и формированием на базе этих технологий продуктов и/или создания новых венчурных компаний.

Преодоление инновационной пропасти требует понимания и создания связей между техническими, маркетинговыми, интеллектуальными свойствами возможного продукта и перспективами для бизнеса, увязывание вопросов риска, стоимости и потенциальной социальной значимости. ТИК позволяет поддержать этот трудный концептуальный процесс путём построения серии карт в виде 3-х фазного процесса: технология, рынок и взаимодействие между ними. ТИК использует Функциональное Моделирование, ранее разработанное для инженерных задач и Структурированных Инноваций.

Предлагаемый вашему вниманию метод успешно используется для поддержки обучения, трансфера и коммерциализации технологий в университетах, индустрии и государственных лабораториях США.

В этой статье приведен пример использования ТИК для преодоления «инновационной пропасти» в процессе коммерциализации новой технологии «Нано-Такси».

 

Введение

 

Потребность сделать предпринимательство частью инженерного образования привела к тому, что в University of Texas at Austin (UT) была разработана серия учебных курсов описанных в работе [1]. Метод, описанный в данной статье, вырос из применения Функционального Моделирования для лучшего понимания и выявления коммерческой ценности вновь разработанных технологий. Процесс построения Технологической Инновационной Карты (ТИК) включает в себя: построение самой карты, уточнение её и использование карты для выявления новых рынков.

 

Коммерциализация технологий и «инновационная пропасть»

Питер Друкер [2] утверждает, что для процветания экономики необходимо организовывать инновации как систематический процесс. Jolly [3] описал процесс коммерциализации технологий, как многошаговый итеративный процесс, начинающийся с создания новых научных знаний (технологий) и заканчивающийся готовым продуктом, адресованным для потребностей рынка. Этот процесс показан на Рис 1.

Рис 1. Процесс технологической коммерциализации

На базе Jolly [3]

На Рис. 1 отражена пропасть, существующая между лабораторными технологиями и их бизнес реализациями. Бизнес планы обеспечивают создание компаний и организаций, создающих ценности на базе продуктов и сервисов, но при этом априорно предполагается, что продукт или сервис уже существуют, и обычно не включает технологическую инновацию и разработку нового продукта или сервиса. Другими словами, Бизнес план не отражает, как будет преодолена «инновационная пропасть». Соответственно, эта пропасть должна быть кем-то преодолена до того как будет разработан Бизнес план. Авторами совместно с R.S. Evans и S.P. Nichols было предложено использовать Технологические Инновационные Карты на базе Функциональных Моделей для решения данной задачи [4].

 

Функциональная модель

Функциональное моделирование - хорошо известный метод анализа в различных дисциплинах. Он широко используется в самых разных областях, например в исследованиях функций мозга [5], бизнес стратегии [6], вирусологии [7], производстве [8], генерации идей [9], структуре управления [10]. Инженеры используют эволюционирующую функциональную карту для поддержки процесса разработки новых продуктов [11].

Все эти методы сходятся в одном – вначале детально разрабатывается или определяется суть проблемы или «потребностей клиента» в виде функций высокого уровня и их отношений, а затем последовательно опускаются до уровня соответствующих им подфункций. Обычно этот процесс поддерживается соответствующим программным обеспечением для детальной проработки.

Для построения ТИК использовалось Функциональное Моделирование, применяемое в Теории Решения Изобретательских Задач (ТРИЗ)[12]. В его основе лежит построение цепочек причин и следствий для формирования карты отношений между полезными и вредными функциями. Функции соединяются обеспечивающими и противодействующими связями. Построение такой карты поддерживает анализ, а её развитие (эволюция) – синтез.

В нашей модели используется следующий синтаксис:

  • Под Функцией понимается действие, взаимодействие, активность или процесс. Функцию рекомендуется описывать в следующем виде: Действие (глагол) + Объект действия (существительное) + Контекст.
  • Функции могут быть Полезные (выделены зелёным цветом) и Вредные (красным).
  • Связи между функциями могут быть 2-х типов: производит (стрелка) и препятствует (линия с кружком), использующие зеленый или красный цвет в зависимости от полезности или вредности этой связи.

Рис 2. Функции и связи

Данный синтаксис позволяет моделировать причинно-следственные связи и выявлять противоречивые функции, выделяемые желтым цветом, содержащие полезные и вредные связи.

Здесь и далее использованы диаграммы, построенные с помощью программного обеспечения Guided Innovation Toolkit 2.0 (русская версия Инноватор 2.0)

 

ТИК: Правила и Стратегии

ТИК имеет 3 фазы. Первая, построения причинно-следственной функциональной карты. Вторая, добавление рыночного контекста. И третья, увязывание карты с процессом коммерциализации.

Первый шаг создания ТИК состоит в описании выбранной технологии в терминах функций и их связей. Специалист должен рассмотреть и добавить в карту все вредные функции и связи между ними. Далее, он перестраивает карту, располагая рыночные функции или функции продукта в верхней части карты, а технологические, обеспечивающие подфункции в нижней части карты. Затем карта уточняется путем добавления рыночного контекста. Рыночный контекст существенно влияет на структуру и эволюцию карты. Рыночные изменения или их переосмысление отражается в виде изменений на карте.

Предлагаемый ниже пример иллюстрирует эффект применения ТИК для преодоления инновационной пропасти в случае отсутствия для новой лабораторной технологии как такового продукта  и, соответственно, рынка.

 

Пример преодоления инновационной пропасти: Технология «Нано-Такси»

Приводимый пример показывает, как построение функциональной карты позволяет ускорить процесс понимания свойств новой технологии, её специфических потребностей и возможностей, и характеристик рынка.

В University of Texas at Austin (UT) двум группам студентов было предложено в качестве курсового проекта провести коммерциализацию технологии «Нано-Такси». В первой группе использовался традиционный подход, а во второй был дополнительно предложен метод ТИК.

Cristal Glangchai, аспирантка кафедры биомедицинского инжиниринга и соавтор технологии доставки нано-продуктов на клеточном уровне, предложила обеим группам провести коммерциализацию её новой технологии «Нано-Такси».

В обеих группах Cristal Glangchai была единственным экспертом в нано-технологии. Её исследования показали широкий спектр возможностей использования предлагаемой ею технологии в самых разных областях медицины (онкология, терапия, использование в МРТ и т.д.). В тоже время у неё не было представления о рисках, стоимости и потенциальной коммерческой ценности её технологии. Технология была подтверждена в лабораторных исследованиях, но не была проверена на живых организмах. Студентам обеих групп предлагалось провести экспертизу новой технологии и оценить её рыночный потенциал.

Группа, использующая ТИК в течение первых двух недель построила несколько карт, отражающих процесс доставки нано-продуктов в клетки живых организмов. Это помогло им изложить возможности новой технологии в одной фразе: «Наша технология использует технику нано-импринтинга для создания в стерильных условиях инъекций, содержащих нано-контейнеры со специальным колпачком, реагирующим на физиологические стимулы, с последующим дозированным выделением терапевтических агентов в целевых тканях организма». Эта формулировка содержит большое количество специальной терминологии, но отражает суть технологии. И, тем не менее, такая формулировка значительно короче и проще изначального описания, изложенного Cristal Glangchai.

 

После формулирования задачи в одной фразе студенты начали лучше понимать базовые функции предложенной технологии. На рис. 3 приведен фрагмент большой карты, иллюстрирующий технологию «Нано-Такси». Это важная часть карты, содержащая исключительно физические составляющие технологии. Группа заменила специальные термины, что позволило в дальнейшем использовать данную карту как базовую модель для коммерциализации в разных рыночных направлениях.

Рис 3. Главные функции технологии нано-такси

Далее группа переключилась на понимание базовых вопросов рынка и интеллектуальной собственности данной технологии. Студенты сфокусировались на клеточной доставке препаратов и выстроили четкое понимание процесса через эволюцию карты. На рис. 4 показаны основные функции клеточной доставки, непосредственно обеспечиваемые «Нано-Такси» технологией.

Рис 4. Функции клеточной доставки

На базе усовершенствованной карты группа провела маркетинговые исследования и выявила потенциал использования технологии для различных терапевтических целей: обезболивания, лечения рака и улучшения изображений в МРТ. Группа смогла проанализировать и показать преимущества, которые дает новая технология, и добавила рыночные функции на карту. На рис. 5 пример таких рыночно-специфичных функций.

Рис 5. Функции лечения рака

Карта на первый взгляд выглядит сложной, но она описывает технологию через призму её рыночной ценности и позволяет найти правильный путь к коммерциализации. По сравнению с первой картой, построенной несколькими неделями ранее, организационный контекст и терминология изменились радикально, и позволили описать будущие технологии в терминах рыночной потребности.

Карты на Рис. 3,4,5 не содержат вредных, нежелательных функций. На Рис. 6 показана связь полезных функций с нежелательными эффектами. Эта часть позволяет разработать план дальнейших действий по усовершенствованию технологии.

 

Рис 6. Карта нано-такси с вредными функциями

 

Вредные функции на карте связаны с полезными функциями и показывают, что необходимы значительные дополнительные исследования для решения ряда проблем. Так, например группа выяснила, что использование известной технологии производства полупроводников является одним из основных достоинств «Нано-Такси», но она не была включена в исходное предложение.

Группа студентов, использовавшая ТИК, продемонстрировала значительный прогресс в процессе изучения технологии и предложении обоснованных выводов для дальнейшей коммерциализации проекта. В следующем шаге в построении карты они показали необходимость дополнительных исследований, клинических испытаний, производства и других задач по доставке лекарств в организм пациента. Эти дополнительные функции помогли оценить риски и стоимость проекта в процессе коммерциализации данной технологии и подсчитать экономический эффект от внедрения.

В процессе обучения группа, использовавшая ТИК, смогла не только детально и быстро разобраться в технологии «Нано-Такси», но и определить, как использовать её в производстве и коммерциализации нового продукта. Определить стоимость и риск новой технологии. Другими словами группа показала, как лабораторные технологии могут быть трансформированы в коммерческий продукт. Простота финального описания технологии это лишь один пример ценности использования ТИК: «Наша технология – это производство нано-устройств доставки и селективного дозирования токсичных препаратов в пораженные ткани организма». В результате группой были внесены предложения, которые позволили выиграть грант на коммерциализацию «Нано-Такси».

Для сравнения – вторая группа студентов, не использовавшая ТИК, потратила несколько дополнительных недель на понимание технологии и её главных функций, и, как следствие, не смогла детально в ней разобраться и проработать необходимые предложения к установленному сроку.

Заключение

В данной публикации мы описали использование ТИК-инструментария для преодоления инновационной пропасти, которая присутствует на ранних стадиях коммерциализации новых технологий и продуктов. ТИК-инструменты, ранее использовавшиеся только для решения инженерных задач, могут быть успешно использованы для поддержки процессов коммерциализации.


Ссылки

  1. R. S. Evans, J. P. Parks, S. P. Nichols, "The Idea to Product® Program: An Educational Model Uniting Emerging Technologies, Student Leadership and Societal Applications," International Journal of Engineering Education, Vol. 22, No.1, 2006.
  2. D. Francis, J. Bessant, "Targeting Innovation and Implications for Capability Development," Technovation, Vol. 25, 2005, pp. 171-183.
  3. V. K. Jolly, 1997. Commercializing New Technologies: Getting from Mind to Market, Harvard Business School Press, Boston, Massachusetts, 1997.
  4. R.S. Evans D.C. Bonner, S.Y. Malkin and S.P. Nichols, “Addressing the "Innovation Gap" for Engineering Education: A Mapping Tool” INNOVATIONS 2008 - World Innovations in Engineering Education and Research, iNEER, Arlington, VA, 2008.
  5. А. Schupak, “The Mind's Cartographer: Functional Brain Mapping of Fruit Flies," Forbes, Vol. 176, No. 10, 2005.
  6. B. Marr, G. Schiuma, A. Neely, "The Dynamics of Value Creation: Mapping your Intellectual Performance Drivers," Journal of Intellectual Capital, Vol. 5, No.2, 2004.
  7. S. Wantanabe, T. Noda, Y. Kawoaka, "Functional Mapping of the Nucleoprotein of Ebola Virus," Journal of Virology, Vol. 80, No.8, 2006.
  8. K. Otto, K. Wood, Product Design: Techniques in Reverse Engineering and New Product Development, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2001.
  9. Holmes, B. 1999. "Beyond Words," New Scientist, July 10, 1999.
  10. K. Liu, L. Sun, S. Tan, "Modelling Complex Systems for Project Planning: A Semiotics Motivated Method," International Journal of General Systems, Vol. 35, No.3, pp. 313-327, 2006.
  11. G. Pahl, W. Beitz, Engineering Design: A Systematic Approach, Springer-Verlag, London, 1996
  12. S. Malkin, D. Coates, G. Malkin, “An Improved Method for Teaching the Theory of Inventive Problem Solving to Students”, Conference Proceedings TRIZCON2007, Louisville, KY

 

Комментарии

Изображение пользователя Сергей Малкин.

Re: Использование Функциональной Модели для преодоления ...

Прошу прощения. В самой статье Рис 2 был правильный, а в высланые картинки вкралась ошибка. Правильный Рис 2. Функции и связи.
2_Functions2.jpg

RSS-материал