Технические инновации

Сделать изобретение легко; гораздо труднее найти ему практическое применение.

Томас Эдисон

Термин «инновация» был введен экономистами И. Шумпетером и Г. Меншем в 1911 г. Производным является слово «новация» (от анг. novation), буквально – «новшество» или «нововведение».

Инновация – это новация, которая сопровождается инвестициями. Иными словами, инновация – это нововведение, затраты на внедрение которого окупаются и дают прибыль.

Техническая инновация – воплощение научного открытия или технического изобретения в конкретном материальном продукте или технологии его изготовления.

Изобретение, вызывающее смех окружающих и приносящее убытки своему изобретателю, до статуса инновации не дотягивает. Большая часть таких изобретений умирает и забывается. Некоторые из них оживают и становятся инновациями через столетия. Темп нашей жизни все больше ускоряется, поэтому примеров, когда упорный и удачливый изобретатель обретает богатство и славу при жизни, становится все больше.

Удача особенно нужна изобретателю на первой стадии развития инновации – стадии убытков и насмешек. Именно в это время надо найти еще хотя бы одного безумца, кто рискнет вложить средства в то, во что никто никогда денег не вкладывал.

Начальная прибыль от нововведения даже близко не приближается к затратам. Если в это время изобретателям сообщить, что впоследствии они станут миллионерами, то они воспримут это как еще одну насмешку.

Зато потом начинает казаться, что деньги рекой текут к удачливому бизнесмену, который может уже больше ничего не делать, а предаваться воспоминаниям о трудных временах и глупых людях.

Все дело в том, что зависимость этого результата от затрат не является линейной, как это может сначала показаться, а имеет более сложный характер: каждый вложенный рубль (доллар, марка, фунт, иена) может давать прибыли на копейку, а может и на сто рублей. Если мы построим некий условный график зависимости результата от затрат, он будет иметь вид, напоминающий латинскую букву S. Поэтому этот график так и называется – S-образная кривая (рис.1).

Рис. 1

S-кривую можно разбить на три характерных участка: участок обучения, участок повышенной отдачи и участок ее насыщения.

Участок обучения. Внедрение в практику новорождённой идеи требует постоянного увеличения затрат, при этом идёт накопление опыта её создателей, преодоление возникающих технологических, организационных, социальных и иных трудностей. Естественно, что отдача от пока только развивающейся инновации низка и растёт она довольно медленно.

Один из первых пароходов Фултона греб по воде гусеницами и был больше похож на трактор и внешним видом, и скоростью. Понятно, что кроме насмешек и недоумений это водоплавающее средство не вызывало – изящные и красивые парусники шутя обгоняли это дымящее и неуклюжее сооружение.

Участок повышенной отдачи. Когда основные трудности преодолены, новатор получает монопольное преимущество и компенсирует себе все понесённые затраты. Дополнительные вложения на этом этапе дают значительное улучшение продукта и снижают его себестоимость, а следовательно, увеличивается прибыль.

Пароход Фултона с гребными колесами, курсируя несколько лет по рекам Северной Америки, позволил вернуть изобретателю все деньги, потраченные на предыдущие технические эксперименты. Маркони с лихвой окупил все затраты на совершенствование средств связи, торгуя радиоприборами по всему миру. Первые радиопередатчики были закуплены даже для нужд русского флота, и это на родине изобретателя радио А.С. Попова!

Догнать новатора на этой стадии очень непросто, так как тот, кто пытается конкурировать с первопроходцем должен пройти свой участок обучения и совершить те же ошибки, что предшественник. Именно на этом этапе чаще всего и происходит интеллектуальное технологическое воровство, когда заработанный упорным трудом и финансовыми вложениями результат используется другими людьми. Для предотвращения таких случаев и существует патентная система, позволяющая изобретателю официально закрепить свой приоритет. Пренебрегать такой возможностью не стоит. Например, русский изобретатель Александр Николаевич Лодыгин изобрёл первую электрическую лампу накаливания, но запатентовал её только в Европе и по разным причинам не стал этого делать в США. Этим воспользовался талантливый и предприимчивый Томас Эдисон. Он усовершенствовал лампы накаливания, очень быстро наладил их выпуск и заработал на их продаже большие деньги, тогда как Лодыгин, естественно, ничего от этого не получил. Так появилась всемирно известная компания, существующая и сегодня – «Дженерал Электрик» (General Electric).

Но существование патентной системы и признание так называемых «авторских прав» имеет и свою оборотную сторону. Например, «Вестингауз Электрик» создал патентный союз в составе Дженерал Электрик, ATT и «Радио корпорейшн оф Америка». Все радиоизделия стали продаваться под их общей маркой – RCA. Естественно, чтобы воспользоваться «золотым временем» повышенной отдачи технологии Патентный союз попытался монополизировать производство, но это ему не удалось. К разочарованию Патентного союза, несколько контрактов с владельцами патентов содержали оговорки в защиту «любителей», и это позволило другим использовать патенты. Если конкурирующие производители были действительно любителями, они могли игнорировать требования патентного союза. Таким образом, можно сказать, что дальнейшее развитие радиотехники во многом осуществлялось благодаря уловкам в законодательстве, а фирмы, бывшие на «участке обучения» лидерами научно-технического прогресса, в дальнейшем превращаются в его сильнейший тормоз. Американец Эдвин Армстронг, запатентовавший FM-радио, покончил с собой, не вынеся бесконечных судебных тяжб с корпорациями по поводу использования сделанных им изобретений.

Участок насыщения. Рано или поздно наступает такой момент, когда инновация исчерпывает свои возможности – наступает насыщение. Дальнейшие усовершенствования становятся всё более дорогими, и каждый раз дают всё менее значительный результат. Начинают сказываться ограничения технологии, которая уже полностью исчерпала свои возможности. Например, дальнейшее совершенствование современных двигателей внутреннего сгорания приводит к их значительному удорожанию, что никак не окупается самым минимальным ростом КПД, который уже сейчас близок к максимально возможному. Становится понятно, что необходимо менять саму концепцию, переходить на двигатели принципиально другого рода.

И вот тут появляется следующая инновационная концепция, которая тихо и незаметно проводила «детство» на своём участке обучения. Окрепнув, она окончательно добивает свою предшественницу. Возникает новая S-образная кривая (рис.2). Поэтому компаниям, занимающимся внедрением новых технологий, очень важно знать, на каком этапе находится их инновация. От этого зависит их стратегия: если работа находится на втором участке, то экономическая эффективность максимальна, можно начинать максимально вкладывать средства в разрабатываемый продукт (рис.3). Если нововведение таковым уже не является и близко к участку насыщения, экономическая эффективность резко падает, то необходимо прекращать бессмысленные траты и срочно переходить к новому проекту.

Время перехода от одной группы продуктов или процессов (технологии) к другой называется технологическим разрывом (ТР) или «переломной точкой». В этой точке появляется новая концепция, техническая идея, которая определяет, «канализирует» генеральное направление развития во всей данной технической области.

Рис.2

Рис. 3

Причём время технологических разрывов становится всё меньше и меньше. Огнестрельное оружие практически полностью заменило холодное оружие примерно за четыре столетия, винтовые самолёты уступили место реактивным за полсотни лет, вакуумные лампы были заменены на полупроводники в течение лет 15-20, электронно-лучевые трубки безоговорочно проиграли жидкокристаллическим экранам лет за 10, магнитофонная запись исчезла под натиском компакт-дисков уже лет за 5, а DVD осуществили буквально трёхгодичный блицкриг.

Со временем уменьшения технологических разрывов параллельно возрастает количество новых линий развития технологий в различных областях человеческой деятельности. Это приводит к увеличению количества людей, занимающихся разработкой и внедрением новых технологий. Уже сегодня внедрение технических новшеств становится самой перспективной индустрией. Возникла новая отрасль человеческой деятельности – инноватика. На наших глазах появилась ещё одна новая профессия – инноватик или инноватор.

Естественно, что первые технические инновации были сделаны человеком задолго до того, как был введен этот термин. Можно сказать, что использование палки в качестве рычага или дубинки является одной из первых и, может быть, главной технической инновацией в истории Человечества. Имена гениальных инноваторов Древности до нас не дошли: во-первых, имен у них еще могло и не быть, а во-вторых, технические инновации в области информационных технологий, как и сами эти информационные технологии ещё ждали своего часа.

Появление в арсенале человека Огня и Колеса являются техническими инновациями в области энергетики, которые, как будет показано дальше, сыграли особо важную роль. Укрощение огня и использование шкур убитых животных как одежды сразу отделило Человека от всего другого животного мира – энергетически он стал куда как более обеспеченным существом, чем все другие, а значит, и более независимым от капризов природы. Человеку не нужно копить жир на зиму как медведю. Ему нужно потеплее одеться и заготовить больше дров.

Изобретение Колеса позволило человеку повысить КПД своих действий по транспортировке тяжелых грузов. Это обусловило развитие торговли и строительства. Постройка египетских пирамид без колес и рычагов превратилась бы в тысячелетний долгострой, не завершённый до сих пор.

Изобретение средств передвижения по воде позволило человеку освоить новые жизненные пространства. Плавание на плоту или в лодке может быть более легким и быстрым, чем пешая ходьба по лесу, болотам и камням. Догадка использовать силу ветра для передвижения этих лодок явилась ещё одной гениальной и судьбоносной технической инновацией. Энергетическая обеспеченность человека ещё более повысилась, он смог покрывать огромные расстояния и перевозить грузы, во много раз превышающие его собственный вес, и обогнать по этому показателю даже муравья, непревзойденного трудягу, поднимающего вес в сотни раз больше собственного.

Трудно себе представить, как выглядела бы карта государств Древности без этих изобретений. Скорее всего, огромных Империй бы не было.

Использование подков и хомута, как это ни покажется удивительным, тоже оказало огромное влияние на ход истории: римляне, первыми догадавшиеся это сделать в массовых масштабах, повысили коэффициент полезного действия своих мускульных источников энергии – лошадей, быков мулов и пр., покорили всех соседей, до которых смогли доехать и доплыть, и создали тысячелетнюю Римскую империю.

После распада Римской империи воцарилось Средневековье, в котором, как известно, очень настороженно, а порой и очень негативно относились к инновациям, кроме тех, которые были направлены на благо Церкви. К таким инновациям сначала относилось и книгопечатание, призванное, прежде всего, распространять идеи, угодные Церкви. Но появление печатных книг означало революцию в области информационных технологий. Идеи стали распространяться значительно быстрее, в том числе, и высказываемые такими еретиками как Джордано Бруно, Николай Коперник и Галилео Галилей. Средневековое мракобесие стало постепенно подтачиваться инновациями, рождающимися в сумрачных помещениях его многочисленных монастырей и немногочисленных университетов.

Появление ветряных и водяных мельниц изменило производственные процессы, изобретение пороха и огнестрельного оружия привело к изменению военных стратегий и характера военных действий. Научно-технический прогресс неумолимо набирал ход, могущество того или иного государства уже в большей степени стало зависеть не от количества подданных его правителя, а от производительности их труда, не от размеров армии и гениальности полководцев, а от их технической вооруженности. Испанский колонизатор Кортес, имеющий ружья, лошадей и корабли, избил и ограбил индейцев, многократно превосходящих его по численности. Были случаи, когда отряд, вооруженный огнестрельным оружием, обращал в бегство целое войско в пятнадцать тысяч человек, имеющих только луки и копья.

Печатные книги и паровые машины ускорили прогресс. Теперь уже за одно столетие исторических событий и технических инноваций случалось больше, чем за тысячелетие древнего мира.

Дальше инновации и события посыпались как из рога изобилия: использование электричества, изобретение телеграфа, радио, бензиновых двигателей, самолетов, ядерная бомбардировка американцами японских городов, полет Гагарина в космос, появление компьютеров, всемирных компьютерных сетей, использование генной инженерии и т.д.

Вполне возможно, что в старые неторопливые времена за это же время могло бы произойти только одно знаменательное техническое событие: например, вместо костяных наконечников к стрелам стали приделывать бронзовые. И то, скорее всего, времени бы не хватило на то, чтобы это новшество распространилось на всех, уж очень неспешен был характер тогдашних инноваций.

Но сейчас другое время, поэтому в недалёком будущем мы станем свидетелями очень большого количества важных событий и технических изменений: внедрение новых энергоисточников, средств компьютерной коммуникации, медицинских приборов, межпланетных космических кораблей и т.п.

Но еще интереснее быть не свидетелем, а участником и двигателем научно-технического прогресса, самому передавать эстафету от изобретателей прошлого к нашим будущим потомкам, внести пусть и очень небольшой, но свой вклад в общее дело!

Как сказал Стив Джобс, основатель компании Apple, переманивая к себе на работу успешного топ-менеджера пепси-колы: «Может сделаешь что-нибудь стоящее или так и будешь всю жизнь сладкой водичкой торговать?»

А начать можно с самого простого – прочитать интересную статью про современные достижения науки и техники, поставить дома опыт по физике, решить интересную математическую задачу.