автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Информационная система для мониторинга и анализа результативности научной и научно-инновационной деятельности в области химии и химической технологии

На правах рукописи

Ветров Антон Викторович

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ МОНИТОРИНГА И АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ НАУЧНОЙ И НАУЧНО-ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ОБЛАСТИ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации

(химическая технология, нефтехимия и нефтепереработка,

биотехнология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005 г.

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева.

Научный руководитель -доктор технических наук,

профессор Меньшутина Н.В.

Официальные оппоненты -доктор технических наук,

профессор Майоров А. А. -кандидат технических наук, Матасов А. В.

Ведущая организация -Московская государственная академия тонкой

химической технологии имени М.В. Ломоносова (МИТХТ им. М.В. Ломоносова)

Защита состоится

^ 2005г. в часов в аудитории ^ на заседании диссертационного совета Д 212.204.03 в РХТУ им. Д.И.Менделеева по адресу: 125047, Москва, А-47, Миусская пл., д. 9

"^"с иац

С диссертацией можно ознакомиться в научно-информационном центре РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Автореферат разослан

2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ЖенсаА.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

К настоящему времени в российской науке в ряде предметных областей (математика, геология, химия и др.) - накоплен огромный объем знаний и информации, требующий очень большого объема работ по ее обобщению, систематизации для создания условий широкого использования этой информации учеными и специалистами. Все большую важность и значимость приобретают вопросы информационного обеспечения использования результатов фундаментальных исследований в прикладных разработках, в создании новых материалов, продуктов и технологий. Информатизация, конвергенция компьютерных и телекоммуникационных технологий, переход к широкомасштабному применению современных информационных систем в сфере науки и образования обеспечивают принципиально новый уровень получения и обобщения знаний, их распространения и использования.

Основные научные результаты диссертации использованы при выполнении задания Московского Комитета по Науке и Технологиям в рамках договора № 25-инф/04 от 20 августа 2004 г. «Распределенный информационный каталог проектов научных институтов и ВУЗов Москвы в области химии, химической технологии, нефтехимии и экологии для развития инновационной деятельности».

Цель работы

Цель работы - создание информационной системы накопления, поиска, обработки и анализа информации по научной и научно-инновационной деятельности в области химии, химической технологии и биотехнологии для ускорения инновационной деятельности, процесса трансфера технологий и обмена знаниями между учеными.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие

задачи:

• Сбор, накопление, систематизация, оценка и анализ информации о научно-инновационной деятельности в области химии, химической технологии и биотехнологии;

• Разработка распределенной архитектуры системы, способов и моделей хранения информации в реляционной базе данных;

• Реализация и наполнение реляционной базы данных;

• Разработка методологии поиска, выбора, критериев различия научно-технических проектов;

• Разработка дизайна и форм отчетов по информации, хранящейся в базе данных системы;

• Разработка пользовательского интерфейса, состоящего из модуля ввода информации, модуля поиска информации, модуля многофакторного анализа информации и модуля формирования отчетов.

Научная новизна

• Разработаны модели хранения информации по инновационной деятельности в области химии, химической технологии и биотехнологии;

• Разработаны алгоритмы поиска научно-технических проектов по заданным параметрам;

• Разработаны методология выбора и критерий различия научно-технических проектов по техническим характеристикам научных результатов;

• Разработан модуль многофакторного анализа для мониторинга научной деятельности и принятия управленческих решений.

Практическая значимость

Разработанная информационная система обеспечивает удовлетворение

информационных потребностей ученых и специалистов, работающих в сфере

фундаментальной науки и образования, повышает эффективность информационного обмена в рамках системы "фундаментальная наука -прикладная наука - производство", позволяет выявлять перспективные исследовательские направления для их поддержки на начальных стадиях инновационного цикла (с позиций критерия "затраты/эффективность"), а также, на финишных этапах цикла, когда химическая технология (система, продукт) уже создана.

Основные научные результаты диссертации использованы при выполнении задания Московского Комитета по Науке и Технологиям в рамках договора № 25-инф/04 от 20 августа 2004 г. «Распределенный информационный каталог проектов научных институтов и ВУЗов Москвы в области химии, химической технологии, нефтехимии и экологии для развития инновационной деятельности».

Апробация работы

Результаты работы были представлены на следующих конференциях: Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2002», Москва, 2002; 15-ый Международный конгресс по химическим и инженерным процессам (CHISA'2002), Прага, Чешская республика, 25-29 Августа, 2002; Передовые концепции интегрированной логистики и экономики предпринимательства в условиях устойчивого развития «ЛЭРЭП-2002», 28-31 Октября, 2002; XVI международная конференция «Математические методы в технике и технологиях», Санкт-Петербург, 2003; 16-ый Международный конгресс по химическим и инженерным процессам (CHISA'2004), Прага, Чешская республика, 22-26 Августа, 2004.

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ. Получено свидетельство № 2004612015 об официальной регистрации

программы в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка

литературы; содержит__страниц основного текста,_рисунков,

_таблиц, список литературы из_наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

В введении обоснована актуальность проблемы, поставлена цель работы, обоснован подход к решению проблемы.

Первая глава

В главе проведен обзор научно-инновационной деятельности в России на сегодняшний день. Показано, что успех инновационной деятельности в области химии, химической технологии и биотехнологии зависит от средств доступа к информации о научно-технических достижениях в этих областях. Сделан вывод, что для повышения инновационной деятельности необходимо создать четко функционирующий механизм обмена научно-технической информацией как между учеными, работающими в рамках одного научного направления, так и между наукой и промышленностью в целом, т.е. необходимо создавать комплекс методов и технических средств получения, хранения, преобразования и использования информации.

Проведен обзор программных продуктов, которые могли бы быть использованы для обеспечения научно-инновационной деятельности в области химии, химической технологии и биотехнологии. Обсуждены их возможности, характеристики и основные недостатки. Рассмотрены основные методологии создания информационных систем, обоснован выбор инструментов разработки информационных систем, отмечены особенности их создания в области химии и химической технологии и биотехнологии.

В соответствии с целью работы и на основании выводов, сделанных в результате анализа литературы, сформулирована постановка задачи исследования и намечены этапы ее решения.

Вторая глава

В главе приведены результаты сбора, обобщения, анализа и структуризации информации по научной и научно-инновационной деятельности в области химии и химической технологии.

Особенностями информации в области химии, химической технологии и биотехнологии является ее разнородность, наличие внутренних связей и высокая сложность данных, поэтому информация классифицирована по обобщенным областям знаний и научным направлениям, принятым в РХТУ им. Д.И. Менделеева. Выполняемые проекты классифицированы по направлению исследований: фундаментальные, прикладные и экспериментальные разработки.

В структуре информации выделены классификаторы, указание которых обязательно при внесении информации в базу данных (научное направление, характеристика предметной области проекта, коды ГРПТИ).

Для представления информации в системе используется информационная единица - «научно-технического проекта», содержащий информацию о жизненном цикле научно-технической продукции: технологического процесса, аппарата, научных исследований и т.д. (Рис. 1). Новизна в применении такого описания заключается в том, что оно объединяет как детализированную научно-техническую информацию: научные результаты, описание технологий, аппаратов и т.д., так и сопроводительную информацию, которая представляет собой юридическое обоснование выполнения проекта, содержит информацию о разработчиках и заказчиках проекта, отражает правовую защищенность проекта - наличие патентов, публикаций, авторских свидетельств и т.д. (Рис. 1).

Рис. 1. Структура информации о научной и научно-инновационной деятепьности в области химии, химической технологии и биотехнологии

Как видно из рисунка (Рис. 1), наиболее подробно представлена информация о научных результатах, так как именно результаты в первую очередь интересуют потенциального заказчика и научное сообщество. Указанная информация представлена в текстовом виде, за исключением степени готовности и технических характеристик результатов, которые представлены числами, причем, степень готовности выражена в процентах.

Если при выполнении проекта разработана продукция (технология или аппарат), в технических характеристиках результата перечисляют параметры, наиболее полно характеризующие продукцию. Например, для аппарата очистки сточных вод указывают (в одной общей системе измерений) характеристики стока, производительность, энергопотребление, геометрические размеры.

Сопроводительная информация содержит общие характеристики проекта, информацию о разработчиках и руководителе проекта, документальное обоснование выполнения проекта и информацию о защите результатов проекта патентами, заявками, авторскими свидетельствами и другими публикациями.

В соответствии со структурой информации (Рис. 1) построена инфологическая и даталогическая модели представления данных. Построенная даталогическая модель позволяет реализовать базу данных в любой реляционной системе управления базами данных. База данных была реализована в среде системы управления базами данных Microsoft SQL Server 2000.

После завершения моделирования информации была спроектирована общая структура информационной системы (Рис. 2), которая построена по принципу клиент-сервер. Такой принцип позволяет получать доступ к информации через локальные и глобальные компьютерные сети.

Рис. 2. Общая структура информационной системы

Выделены основные этапы разработки информационной системы, в соответствии с которыми реализована серверная база данных системы и разработан клиентский пользовательский интерфейс.

Пользовательский интерфейс представляет собой многооконное Windows-приложение, обеспечивающее удобный способ ввода, просмотра, модификации, поиска, анализа и получения отчетов по информации, хранящейся в базе данных системы.

Поиск данных организован как по полям базы данных, так и по ключевым словам, кодам ГРНТИ и техническим характеристикам. Методология и алгоритмы поиска проектов рассмотрены в третьей главе.

Модуль многофакторного анализа и формирования отчетов позволяет пользователю провести анализ информации и получить отчет по нескольким полям базы данных и показателям. Для формирования отчета в системе

используется мгновенное состояние системы, то есть в отчет попадает информация о множестве отобранных (или всех, если поиск не проводился) научно-технических проектов.

Третья глава

В главе рассматриваются алгоритмы поиска научно-технических проектов. Поиск научно-технического проекта организован в базе данных , по ключевым словам, по кодам ГРНТИ и по техническим характеристикам, которым соответствует искомый проект. Процесс поиска разбит на два уровня: быстрый поиск, (например, поиск по группам проектов в рамках одного типа проекта), и полный поиск по базе данных.

При быстром поиске группы проектов используются фильтры и поиск по связям. Для этого применяются поисковые выражения, включающие одно или несколько полей. Для фильтров поисковое выражение соответствует логическому объединению «И» всех указанных в фильтре полей. Поисковое выражение для поиска по связи сформировано таким образом, что после завершения поиска результирующий список содержит только те проекты, которые ссылаются на выбранную запись. Для полного поиска по базе данных используются поисковые выражения, которые конструируются пользователем системы и могут содержать одно или несколько выражений (условий), объединенных логическими операторами «И», «ИЛИ», «НЕ». Одно выражение (условие) включает в себя название поля, оператор сравнения и числовое значение, например, («Финансирование проекта» > 10000). Часто используемые поисковые выражения пользователь может сохранять в системе с тем, чтобы не конструировать их каждый раз.

В системе имеется возможность существенно ускорить время выполнения полного поиска. Это достигается путем сокращения множества проектов, по которому производится поиск. Для полного поиска научно-технического проекта по полям базы данных использованы стандартные

средства, предоставляемые СУБД и языком запросов SQL.

Разработана методология поиска проектов по техническим характеристикам (характеристика) химической технологии, разработанной в результате выполнения проекта. После выполнения поискового выражения, формируется список проектов, ранжированный по степени сходства с заданными пользователем характеристиками. Причем, наиболее подходящий к запросу пользователя проект находится в начале списка. Алгоритм поиска основан на методологии последовательного применения двух методов определения сходства между заданными проектами.

Первый метод ранжирует проекты в соответствии с рангом проекта, зависящим от количества сходных по названию характеристик. Затем при помощи второго метода в переделах каждого уровня проекты сортируются в соответствии с коэффициентом различия

Под описанием проекта (описание) понимается конечный набор названий и значений всех характеристик, относящихся к химической технологии, разработанной в результате выполнения проекта. Таким образом, описание проекта обозначено как множество кортежей из двух элементов:

Т - описание проекта, Р - множество названий характеристик, V -множество численных значений характеристик, т - количество характеристик.

Аналогично поисковое выражение для нахождения проекта будет задаваться множеством кортежей:

0)

edejeZ\j = \[,m]\m = \f\\pJ eP\v] eV

edeieZ\i = ^,n\,n = \S[,psl ePs;vsleFs

и

- поисковое выражение, Рг - множество названий поисковых характеристик, V - множество значений поисковых характеристик, п количество характеристик.

Описания проекта считаются условно сходными, если хотя бы одно из названий характеристик встречается в описании проектов:

Такое понятие сходства является недостаточным, так как описания технологий будут считаться сходными как при совпадении названий почти всех характеристик, так и при совпадении только одного названия, поэтому дополнительно используется степень сходства - ран? (/?) одного описания проекта с другим:

Значение ранга рассчитывается для каждого исходного проекта. Итоговый список проектов сортируется по убыванию или возрастанию (по выбору пользователя) ранга. Второй метод применяется для сортировки проектов в пределах одного ранга в соответствии с рассчитываемым коэффициентом различия - относительной величиной, выражающей насколько одно описание отличается от другого.

Коэффициент различия представляет собой квадратный корень из суммы квадратов отклонений значений характеристик V от V

соответствующих названиям характеристик из множества

РГ\Р,е®

(3)

(4)

где < ри,у„ >е 5; < р„V, >е Г; р, е Рр|Р,;I = |/>П Р,

Таким образом, чем меньше коэффициент различия, тем более похожи описания двух различных проектов. В соответствии со значением коэффициента различия проекты в пределах одного ранга упорядочиваются в списке, предоставляемом пользователю.

Работа алгоритма проиллюстрирована на примере поиска электрофлотационного модуля для очистки сточных вод мойки автотранспорта (Рис. 3, Рис. 4).

Рис. 3. Пример работы алгоритма для поиска проектов модулей для очистки сточных вод

Известно множество аппаратов для очистки сточных вод, основанных на разных принципах очистки, например, электрофлотации, мембранной фильтрации и др. Заказчик выбирает принцип работы аппарата и формирует запрос к системе (Рис. 3).

Для более наглядной иллюстрации геометрического смысла коэффициента различия (5) выбраны только три характеристики 0=3) максимальная исходная концентрация нефтепродуктов, производительность, удельные энергозатраты Фактически пользователь может запрашивать любое количество характеристик, сохраненных в базе данных Для запроса представленного на Рис 3 в соответствии с (4) для всех модулей R=\, поэтому только критерий различия позволяет выделить наибоаее подходящий модуль

Как видно из Рис 3 напорнофлотационный модуль очистки сточных вод наиболее подходит под запрос пользователя На Рис 4 этому модулю в трехмерном (/=3) пространстве характеристик соответствует кратчайшее «расстояние» от точки, обозначающей данный модуль, до соответсгв)ющей поисковому запросу точки

Рис 4 Геометрический смысл коэффициента различия (Кра)

Четвертая глава

В главе рассмотрено практическое применение разработанной системы и модуля многофакторного анализа Ресурсные и функционатьные средства, предоставляемые системой для мониторинга и оценки научно-технических

проектов позволяют пользователю оценить динамику и эффективность научно-исследовательских работ, контролировать объёмы и структуру финансовых потоков, оценить количество произведенных единиц того или иною типа знаний - открытий, изобретений, нововведений, патентов, авторских свидетельств, лицензий, опубликованных статей, оценить динамику развития проекта от идеи до внедрения в промышленность, принимать управленческие решения.

Разработанная информационная система установлена в Московском Комитете по Науке и Технологиям г Москвы (МКНТ) и в научно-исследовательской части РХТУ имени Д. И. Менделеева. Динамика финансирования научно-технических проектов в одной из этих организаций с учетом курса СКВ и индекса потребительских цен, полученная с помощью модуля многофакторного анализа, представлена на Рис 5.

Поступления в_______

долларах I '*" договора___'всего__"*" бюджет |

350000

300000

250000

200000

15000

10000

50000

0

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Год

Рис 5 Динамика финансирования научно-технических проектов с 1991 по 2003 год с учетом курса CKR

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Собрана, проанализирована и систематизирована информация о научной деятельности в области химии, химической технологии и биотехнологии,

2 Разработаны архитектура информационной системы и модели хранения информации в реляционной базе данных,

3 Разработаны методология выбора и критерии различия научно-технических проектов, алгоритмы их поиска по техническим характеристикам и полям базы данных,

4 Разработан модуль многофакторного анализа и оценки научно технических проектов Разработано клиентское притожение дчя ввода, просмотра модификации, поиска, анализа и формирования отчетов по информации, содержащейся в базе данных системы,

5 Информационная система может быть адаптирована для мониторинга научно-исс 1едовательской работы любой научной организации

По результатам работы получено свидетельство об официальной регистрации профаммы для мониторинга и анализа научных исследований в области химии и химической технологии «Наука в химико-техночогическом ВУЗе» 2004, №2004612015

Информационная система внедрена в НИЧ РХТУ им Д И Мендепеева и передана в эксплуатацию в МКНГ г Москвы для учета инновационных разработок в области химии, химической технологии, нефтехимии и экотогии договор № 25 инф/04 от 20 августа 2004 г

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1 Ветров А В Меньшутина ИВ СУБД как средство автоматизации учета научных исследований // Международ конф молодых ученых по химии и хим технологии «МКХТ-2002» М , 2002 С 53-56

2 Vetrov A V Lebedev EO Menshutina NV Kolesmkov VA Automating investigation control b> means of Database Management System (DBMS) // 15ш

International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2002. Praha, 2002. P. 173.

3. Меныиутина НВ, Ветров АВ, Савостова ТЛ, Колесников В А Создание современной информационной системы «Наука в техническом ВУЗе». Передовые концепции интегрированной логистики и экономики предпринимательства в условиях устойчивого развития // Тр. конф. М., 2002. С. 18.

4. Мепьшутипа НВ, Ветров А В Информационная система «Наука в ВУЗе» // Сб тр. XVI международ, конф. «Математические методы в технике и технологиях». СПб., 2003. С. 85-87.

5. Ветров А В, Савостова ТЛ, Меныиутина НВ, Колесников В А Информационная система «Наука в техническом ВУЗе» для анализа финансовой активности научно-исследовательских работ // Нефтегазовое дело. Уфа, 2003. №1. С. 333-336.

6. Vetrov А V, Sidorkin О V, Menshutina N V, Leuenberger H Application of case-based reasoning approach in tablet formulation support system // !6lh International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2004. Praha. 2004 P. 1506-1507

7. Савостова ТЛ, Ветров АВ, Колесников В А, Меныиутина НВ Создание информационной системы «Наука в химико-технологическом ВУЗе» // Изв. вузов. 2004. Т 47, Вып.2. С. 150-154.

8 Vetrov А V, Menshutina N V, Sidorkin О V, Leuenberger H Application of case-based reasoning approach in tablet formulation support system // Glatt International Times No. 18. Binzen, 2004. P. 3-4.

9. Меныиутина НВ , Ветров А В Свидетельство об официальной регистрации программы для мониторинга и анализа научных исследований в области химии и химической технологии «Наука в химико-технологическом ВУЗе». 2004. №2004612015.

Заказ_34_Объем 1.0_пл_Тираж 100 экз

Издательский цетр РХТУ им Д И Менделеева

"968

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Инновационная деятельность.

1.2. Электронные средства накопления информации в химии и химической технологии.

1.3. Особенности информационных систем в химии и химической технологии.

1.4. Обзор методологий создания информационных систем.

1.5. Выводы.

1.6. Постановка задачи.

2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.:.

2.1. Классификация исходной информации.

2.1.1. Научно-технический проект.

2.1.2. Правовая защищенность.

2.1.3. Юридическое обоснование.

2.1.4. Коллектив разработчиков.

2.1.5. Заказчики.

2.2. Построение инфологической модели.

2.3. Даталогическая модель базы данных.

2.4. Таблицы и связи в базе данных.

2.5. Структура и основные компоненты системы.

2.5.1. Модуль ввода информации и информационные словари.

2.5.2. Модуль поиска информации.

2.5.3. Модуль многофакторного анализа.

2.5.4. Модуль формирования отчетов. Мгновенное состояние системы

2.6. Выводы.

3. АЛГОРИТМЫ ПОИСКА ИНФОРМАЦИИ.

3.1. Поиск проектов по основным параметрам и техническим характеристикам.

3.2. поиск проектов по техническим характеристикам на примере модулей очистки сточных вод.

3.3. Поиск проектов по техническим характеристикам на примере сушилок для полиметилметакрилата (ПММА).

3.4. Выводы.

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Обеспечение инновационной деятельности в городе Москве.

4.2. Система контроля и учета научно-исследовательских работ в научно-исследовательской части РХТУ имени Д. И. Менделеева.

4.3. Анализ научно-исследовательских работ РХТУ им. Д. И. Менделеева.

4.4. Выводы.

Развитие науки и технологий является приоритетной задачей внутренней политики современного государства. Без решения комплекса вопросов, связанных с продвижением отечественных высоких технологий на мировой рынок, не представляется возможным развитие экономики, промышленности и, в конечном итоге, социальной сферы.

В настоящее время инновационная деятельность в России в технологической сфере осуществляется преимущественно на промышленных предприятиях, а также в организациях малого бизнеса [1]. Основными разработчиками нововведений являются организации научно-технологической сферы — отраслевые научно-исследовательские и конструкторские организации, академические научные организации и вузы, а также сами промышленные и малые предприятия. Наиболее распространенным субъектом исследования при изучении инновационной деятельности являются промышленные предприятия, поскольку именно промышленность является основным потребителем технологических инноваций [2].

Основным продуктом, создаваемым научным сообществом, является информация, которой ученые обмениваются между собой и предоставляют обществу. Способы представления информации могут быть различными: устные сообщения, письма, печатные публикации, электронная почта, электронные журналы и Интернет-сайты. В последнее время повышается роль публикаций. Они становятся той валютой, которой ученый мир расплачивается с человечеством за поддержку своих исследований, и одновременно той учетной единицей, которая позволяет государству и обществу хоть как-то оценивать эффективность средств, вложенных ими в научные исследования [3].

Развитие средств коммуникации, сбора, накопления и анализа информации привело к тому, что научная информация стала ценнейшим товаром, особенно в быстроразвивающихся областях, имеющих коммерческие приложения, например, в биотехнологии, экологии, экологической безопасности т.д. Коммерческие пользователи готовы платить за предоставляемую информацию, и этот рынок постоянно расширяется [4].

К настоящему времени в российской науке в ряде предметных областей, в том числе в химии — накоплено большое количество знаний и информации, требующее очень большого объема работ по ее обобщению, систематизации для создания условий широкого использования этой информации учеными и специалистами. Все большую важность и значимость приобретают вопросы информационного обеспечения использования результатов фундаментальных исследований в прикладных разработках, в создании новых материалов, продуктов и технологий. Информатизация, конвергенция компьютерных и телекоммуникационных технологий, переход к широкомасштабному применению современных информационных систем в сфере науки и образования обеспечивают принципиально новый уровень получения и обобщения знаний, их распространения и использования.

Проблема аккумулирования и хранения научной информации во всем мире решается при помощи электронных информационных служб, электронных библиотек и информационных систем, которые построены на основе современных систем управления базами данных (СУБД). Электронные библиотеки представляют собой информационную систему, позволяющую накапливать и использовать разнообразные собрания электронных документов, доступные через глобальные сети передачи данных. Недостатком таких систем является то, что они только хранят и обеспечивают доступ к информации, при этом не позволяют перерабатывать информацию, выделять закономерности в информации, проводить ее анализ [5].

Процесс накопления, анализа и обмена информацией по имеющемуся научному потенциалу, перспективным заделам и инновационным научным разработкам требует создания компьютерной системы учета и анализа этой информации. Такая система обеспечит быстрый и удобный доступ к результатам научных исследований и технологических разработок, обеспечит широкие поисковые возможности, что особенно актуально для научно-исследовательских работ в химии, химической технологии, так как именно здесь накоплено много перспективных разработок и традиционно высок кадровый потенциал.

Основные научные результаты диссертации использованы при выполнении задания Московского Комитета по Науке и Технологиям в рамках договора № 25-инф/04 от 20 августа 2004 г. «Распределенный информационный каталог проектов научных институтов и ВУЗов Москвы в области химии, химической технологии, нефтехимии и экологии для развития инновационной деятельности».

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю профессору Менынутиной Н.В., доценту Гончаровой C.B., доценту Гусевой Е.В. и всем оказавшим помощь в подготовке диссертации.

1. Литературный обзор

В современной экономике сложилась парадоксальная ситуация: количественный рост информационного потенциала, с одной стороны, и ограниченность его использования в реальном секторе экономики — с другой. По оценке западных экспертов этот разрыв все время увеличивается, объем невостребованного реальным сектором экономики интеллектуального продукта достигает на сегодняшний день 400 млрд. долл. Попросту говоря, добываемое с большим трудом при огромных материальных и финансовых затратах новое технологическое знание остается незамеченным промышленностью [6].

Особенно это актуально в химической и нефтехимической промышленности, так как именно здесь ученые обладают большим интеллектуальным потенциалом и важнейшими научно-техническими разработками, но, как и все российские ученые, не имеют практических традиций и навыков их коммерциализации. Объём инновационной продукции в химической и нефтехимической промышленности в 2004 году в процентах к общему объёму отгруженной промышленной продукции составил всего 9,9 % [7].

Основные результаты и выводы

1. Собрана, проанализирована и систематизирована информация о научной деятельности в области химии, химической технологии и биотехнологии.

2. Разработаны архитектура информационной системы и модели хранения информации в реляционной базе данных.

3. Разработаны методология выбора и критерии различия научно-технических проектов, алгоритмы их поиска по техническим характеристикам и полям базы данных.

4. Разработан модуль многофакторного анализа и оценки научно-технических проектов. Разработано клиентское приложение для ввода, просмотра, модификации, поиска, анализа и формирования отчетов по информации, содержащейся в базе данных системы.

5. Информационная система может быть адаптирована для мониторинга научно-исследовательской работы любой научной организации.

По результатам работы получено свидетельство № 2004612015 об официальной регистрации программы для мониторинга и анализа научных исследований в области химии и химической технологии «Наука в химико-технологическом ВУЗе».

Информационная система внедрена в НИЧ РХТУ им. Д.И. Менделеева и передана в эксплуатацию в МКНТ г. Москвы для учета инновационных разработок в области химии, химической технологии, нефтехимии и экологии (договор № 25-инф/04 от 20 августа 2004 г). Щ

1. Ваганов А.Б. Высокотехнологичные компании становятся фабриками инноваций // Сумма технологий. 2001(6) №3/4. С. 2-6.

2. Дежина И.А. Обеспечение эффективных механизмов осуществления инновационной деятельности в российской экономике. Институт экономики переходного периода. М.: С. 2001. С. 8-21.

3. Арутюнов B.C., Стрекова JI.H. Социологические основы научной деятельности. М.: Наука. 2003. С. 174-177.

4. Новиков В.А. Как в зеркале // Поиск. 2000. №18. С. 4.

5. Коблана Г.В. Проблема научной информации // Наука о науке. Сб. статей / Под ред. В.Н. Столетова. М.: Прогресс. 1966. С. 51-52.

6. Ваганов A.B. В России решено создать кадастр высоких технологий // Сумма технологий. 2001 №2. С. 133-140.

7. Докл. правительства Российской Федерации президенту Российской Федерации. 2003.

8. Макаров B.JI., Варшавский А.Е. Наука и высокие технологии России на рубеже третьего тысячелетия (социально-экономические аспекты развития). М.: Наука. 2001. С. 636.

9. Баркер Алан. Алхимия инноваций.: Пер. с англ. М.: ООО «Вершина». 2004. С. 150-175.

10. Пилипенко A.B. Инновационная активность российских предприятий: условия роста / Российская Академия Наук. Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова. М.: Маркет ДС. 2003. С. 311-360.

11. Управление инновациями. Базовые компоненты управления инновационными процессами: Учеб. пособие / Харин A.A., Коленский И.Л., Пущенко H.H. и др. Под ред. Шлепова Ю.В. М.: Высш. школа.2003. С. 200-220.

12. Экономика и жизнь. 2000. С. 32.

13. Мирская Е.З., Шапошник С.Б. Компьютерные телекоммуникации в российской науке // Вестник РАН. 1998. Т 68, №3. С. 209.

14. Сагиева Г., Чаусова JI. Законодательство в научно-технической сфере: состояние и проблемы. М.: ЦИСН. 2000. С. 85.

15. Наука России в цифрах 2000. Статистический сборник. М.: ЦИСН. 2000. С. 122-123.

16. Технологические инновации в России. М.: ЦИСН. 1997. С. 130-131.

17. Концепции инновационной политики Российской Федерации на 1998-2000 годы. М.: ЦИСН. 1998. С. 22-23.

18. Фурсенко A.A. Роль инфраструктуры в снижении инновационных рисков. Венчурный капитал и прямое инвестирование в России: Тез. докл. СПб.: РАВИ. 2000. С. 1-4.

19. По материалам Федерального агентства по науке и инновациям РФ (www.fasie.ru)

20. Кокурин Д.И. Инновационная деятельность. М.: Экзамен. 2001. С. 400-460.

21. Морозов Ю.П., Гаврилова A.JL, Гордон А.Г. Инновационный менеджмент: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2003. С.450-471.

22. Фатхудинов P.A. Инновационный менеджмент. Учебник. 4-е изд. СПб.: Питер. 2004. С. 20-29.

23. Кристенсен Клейтон М. Решение проблемы инноваций в бизнесе. Как создать растущий бизнес и успешно поддерживать его рост.: Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс. 2004. С. 132-149.

24. Инновационный менеджмент: Учеб. пособие / Под ред. Аныпина В.М., Догаева A.A. М.: Дело. 2003. С. 500 528.

25. Шульгина И.В. Инновации: от идеи до ее воплощения // Науковедение. 2002. №1. С. 57.

26. Гапоненко Н. Инновации и инновационная политика на этапе перехода к новому технологическому порядку // Вопр. Экономики. 1997.9. С. 36.

27. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2002. С. 100-150.

28. Хайтун С.Д. Проблемы количественного анализа науки. М.: Наука. 1989. С. 47-63.

29. Буров К.П. Обнаружение знаний в хранилищах данных // Открытые системы. 1999. № 5. С. 24-48.

30. Елепов Б.П. Живая душа науки. Информационно-библиотечная система Российской академии наук. (http://www.sbras.ru/HBC/2000/n20-21/flO.htmO.

31. Кузнецов B.J1., Лунин В.В. и др. Научные и образовательные информационные ресурсы по химии в российском сегменте Интернет: Докл на VIII конф. представителей региональных научно-образовательных сетей RELARN. 2001. М.:2001. С. 33.

32. РХТУ экономике России. Завершенные разработки. М.: 2002. С. 6979.

33. Богословская О.В. Информационная система для решения задач аппаратурного оформления технологии очистки сточных вод гальванических производств: Дис. канд. технич. наук. / Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева. М.: 2001. С. 132-149.

34. Колесников В.А., Менынутина Н.В., Гончарова C.B. Информационная система «WAAM» для решения экологических проблем в области очистки сточных вод. Прикладное программное обеспечение: Учеб. пособие», М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2002. С.

35. Цуканов В.А., Меньшутина H.B., Гончарова С.В. Разработка системы баз данных в области сушки // 12-й Междунар. симпозиум по сушке, Нордвикерхаут. Нидерланды. 2000. С. 13.

36. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия. 1985. С. 8-21.

37. Методы кибернетики химико-технологических процессов: Сб. докл. VI научно-практической конференции. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004. С. 57-65.

38. Fogelzang А.Е., Serushkin V.V., Sinditskii V.P., Egorshev V.Y., Combustion of Explosives Database. Powerful Analytical Tool: Proc. // 24 Inter. Annual Conference of ICT. June 29-July 2, 1993, Karlsruhe, P 59-1 -59-8.

39. Fogelzang A.E., Serushkin V.V., Sinditskii V.P., Egorshev V.Y., Combustion of Explosives Database. Powerful Analytical Tool: Proc. //24 Inter. Annual Conference of ICT. Karlsruhe, June 29-July 2, 1993, P 59-1 -59-8.

40. Мещерякова T.B., Меньшутина H.B., Гончарова С.В., Мишина Ю.В., Леуенбергер Г. Информационные системы и базы данных вфармацевтике. Прикладное программное обеспечение: Учеб. пособие. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2002. С. 92.

41. Меркуленко H.H. Лабораторная система управления информацией // Химия в России. 1999. №6, С.80-91.

42. Системы управление качеством продукции (LIMS) /http://www.rtsoft.ru/itrt/mes/QC/home md.html.

43. Нуцков В.Ю., Дюмаева И.В., Петросян Е.Р. Лабораторно-информационные системы как инструмент подтверждения соответствия. / Век качества. 2002. №6, С. 45-59.

44. Дюмаева И.В., Нуцков В.Ю. Лабораторно-информационные системы при исследовании пищевых продуктов / http://viicert.podolsk.ru/materials/labiss.doc.

45. Как построена LIMS LabWare /http://www.aconsole.ru/lims6.htm.

46. Нуцков В.Ю., Дюмаева И.В. Использование лабораторно-информационных систем в химической промышленности // Химическая промышленность сегодня. 2003. №5, С. 55-61.

47. Нуцков В.Ю., Дюмаева И.В. Использование лабораторно-информационных систем в нефтепереработке и нефтехимии //Нефтепереработка и нефтехимия. 2003. №5, С. 21-29.

48. Q-DIS Corporate Backbone /http://www.creonlabcontrol.ru/products/prodfamiliesx.htm.

49. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. М.: Наука. 1976. С. 4-10.

50. Мешалкин В.П. Экспертные системы в химической технологии. Основы теории, опыт разработки и применения. М.: Химия, 1995. С. 10

51. Анализ, хранение и обработка информации в химической технологии /Подред. Н. В. Меныиутиной. Калуга. 2002. С. 150-185.

52. Спирли Эрик. Корпоративные хранилища данных. Планирование, разработка, реализация. Том 1.: Пер. с англ. М.: Издательский Дом «Вильяме». 2001. С. 320-380.

53. Архиденсов С.А., Голубев Д.В., Максименко О.М. Хранилища данных. От концепции до внедрения. М.: Диалог-МИФИ. 2002. С. 350 -528.

54. Саймон А.Р. Стратегические технологии баз данных: менеджмент на 2000 год: Пер. с англ. / Под ред. и с предисл. М.Р. Когаловского. М.: Финансы и статистика. 1999. С. 331 339.

55. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. М.: Финансы и статистика. 2002. С. 780 800.

56. Гайдамакин H.A. Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных. Вводный курс: Учеб. пособие. М.: Гелиос АРВ. 2002. С. 198 -368.

57. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. 7-е изд., Вильяме, 2001. С. 220-300.

58. Кириллов В.В. Основы проектирования реляционных баз данных /СПб. Государственный институт точной механики и оптики (технический университет). 2002. С. 15-25.

59. Цикритизис Д, Лоховски Ф. Модели данных. М.: Финансы и Статистика. 1985. С. 344.

60. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. М.: Финансы и статистика. 1989. С. 351.

61. Конноли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 2е изд., Вильяме. 2000. С. 300-350.

62. Дейт К. Дж., Дарвен Хью. Основы будущих систем баз данных. Третий манифест. Изд-во 2-е / Пер. с знгл. Под ред. Кузнецова С.Д. М.:1. Янус-К. 2004. С. 58-656.

63. Когаловский М.Р. Абстракции и модели в системах баз данных СУБД. // СУБД №4. 1998. С. 12-23.

64. Когаловский М.Р. Абстракции и модели в системах баз данных СУБД.//СУБД №5. 1998. С. 10-21.

65. Сичкаренко В.А. SQL-99. Руководство разработчика баз данных. ДиаСофтЮп. 2002.С. 800 816.

66. Боуман Джудит С., Эмерсон Сандра Л., Дарновски Марси. Практическое руководство SQL. Использование языка структурированных запросов. Вильяме. 2001. С. 302 336.

67. Власов А.И., Лыткин C.JL, Яковлев B.JI. Краткое практическое руководство разработчика информационных систем на базе СУБД Oracle. М.: 2000. С. 20-50.

68. Хернандес Майкл Дж., Вьескас Джон JI. SQL-запросы для простых смертных. Практическое руководство по манипулированию данными в SQL. Лори. 2003. С. 462 480.

69. Анзер Г. Oracle Power Objects. Визуальное проектирование приложений клиент/сервер для реляционных баз данных. М.: Фонд актуальной биологии. 1997. С. 323-414.

70. Кауфман Джон, Матсик Брайан, Спенсер Кевин. SQL. Программирование. Бином. Лаборатория знаний. 2002. С. 739 746.

71. Коллинз Уильян Дж. Структуры данных и стандартная библиотека шаблонов. М.: ООО «Бином-Пресс». 2004. С. 600 624.

72. Доу К. Руководство Informix-OnLine Dynamic Server. М.: Лори. 1997. С. 129-301.

73. Галатенко В., Гвоздев А. Типы и структуры данных в INFORMIX-Universal Server. // СУБД №3. 1997. С. 25-61.

74. Архангельский А.Я. Разработка прикладных программ для Windows в Delphi 5. М.: Бином. 1999. С. 97-115.

75. Епанешников A.M., Епанешников В.А. Программирование в среде

76. Delphi. Работа с базами данных. Организация справочной системы. М.: Диалог-МИФИ. 1998. С. 203-310.

77. Волкова В.И. Из истории систем и системного анализа. СПб.: Изд. СПб. 2001. С. 160-711.

78. Цуканов В.А. Разработка системы информационных баз данных в области сушки на основе реляционной модели и объектно-ориентированного программирования: Дис. канд. технич. наук. / Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева. М. 2000. С. 29.

79. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование: с примерами приложений на С++. "Издательство Бином", "Невский диалект". 1998. С. 112-350.

80. Моррис С. Объектно-ориентированное программирование. М.: Enter Феникс. 1997. С. 10-23.

81. Мейн Майкл, Савитч Уолтер. Структуры данных и др. объекты С++. 2-е изд.: Пер. с англ. М.: издательский дом «Вильяме». 2002. С. 631- 670.

82. Архангельский А.Я. Программирование в С++ Builder 6. М.: изд-во «БИНОМ». 2004. С. 980-1152.

83. Шамис В.А. Техника визуального программирования Borland С++ Builder 3. М.: Нолидж, 1998. С. 132-140.

84. Райтингер М. Visual Basic 6.0. М.: Спаррк. 2000. С. 3-20.

85. Шумаков П.В. Delphi 3 и создание приложений баз данных. М.: Нолидж. 1999. С. 92-684.

86. Гофман В., Хомоненко А. Работа с базами данных в Delphi. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург. 2000. С. 313-472.

87. Фридман A.JI. Основы объектно-ориентированного программирования на языке Си ++. М.: Радио и связь. 1999. С. 15.

88. Холингворт Джаррод, Сворт Боб. Borland С++ Builder 6. Руководство разработчика.: Пер. с англ. М.: издательский дом «Вильяме». 2003. С. 350-450.

89. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химикотехнологических систем. Учебник для вузов. М.: Химия. 1991. С.10-12.

90. Отчет о научно-исследовательской работе за 2004 год. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2004. С. 7-8.

91. Пржиялковский В.В. Абстракции в проектировании БД. // СУБД №1. 1998. С. 10-20.

92. Пржиялковский В.В. Абстракции в проектировании БД. // СУБД №2. 1998. С. 11-18.

93. Vetrov А. V., Lebedev Е.О., Menshutina N.V., Kolesnikov V.A. Automating investigation control by means of Database Management System (DBMS) // 15th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2002. Praha, 2002. P. 173.

94. Временная методика определения рейтингов специальностей и вузов. Приложение к приказу Министерства Образования России. 2001. №631, С. 2-6.

95. Vetrov A.V., Sidorkin O.V., Menshutina N.V., Leuenberger H. Application of case-based reasoning approach in tablet formulation support system 11 16th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2004. Praha. 2004. P. 1506-1507.

96. Vetrov A. V., Menshutina N. V, Sidorkin О. V., Leuenberger H. Application of case-based reasoning approach in tablet formulation support system // Glatt International Times No. 18. Binzen, 2004. P. 3-4.

97. Шевель В.В. Прогрессивные технологии в очистке нефтесодержащих стоков и пути их реализации // Современные российские технологии. — М. 1999. Т. 1.-С. 240-242.

98. Комисаров Ю.А., Гордеев Л.С., Нгуен Суан Нгуен Анализ и синтез систем водообеспечения химических производств. Учеб. Пособие для вузов. М.: Химия. 2002. С. 409-450.

99. Капустин Ю.И., Крючкова Л.А. Электрофлотационное технология очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты // Химическая технология №5. 2001. С. 33-35.

100. Тияров М.А., Константинова H.A., Шаров Ю.В., Соболев Г.В. Современные комплексы оборудования для получения обессоленной и деионизованной воды // Химическое и нефтегазовое машиностроение. Москва.: 2004 №7. С. 3-5.

101. Техническое предложение по очистке ливневых стоков расходом 10 мЗ/ч / http://www.tehnosfera.ru/potoklQ.htm.

102. Пономарёв В.Г., Чучалин И.С. Использование импеллерной флотации для очистки нефтесодержащих сточных вод // Вода и экология. Санкт-Петербург.: 2000 №1. С. 15.

103. Коновальцев С.И. Энерго- и ресурсосберегающая оптимизация неравномерного тепломассообмена в сушильных установках/ Проблемы энергетики. 1999 №9-10.

104. Закиров Д.В., Головин Б.Н., Старцева А.П. Концепция энергосбережения и экологизации промышленных предприятий // Теплоэнергетика. 1997. №11. С.22-24.

105. Сажин B.C., Сажин В.Б. Научные основы техники сушки. М.: Наука, 1997.- с. 10-15.

106. Кей Р.Б. Введение в технологию промышленной сушки. Мн.: Наука и техника. 1983.-262 с.

107. Сушильные аппараты: Каталог-справочник. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1975. — 64 с.

108. Создание информационных систем для учета научно-исследовательской деятельности учебно-образовательных заведений г. Москвы / Крупные межвузовские проекты. Московский комитет по науке и технике. М.: 2004. С.З.

109. Федеральный закон "О науке и государственной научно-технической политике", 23.09.96 № 127-ФЗ.

110. Ветров A.B., Меныиутина Н.В. СУБД как средство автоматизации учета научных исследований // Международ, конф. молодых ученых по химии и хим. технологии «МКХТ-2002». М., 2002. С. 53-56.

111. Меныиутина Н.В., Ветров A.B. Информационная система «Наука в ВУЗе» // Сб. тр. XVI международ, конф. «Математические методы в технике и технологиях». СПб., 2003. С. 85-87.

112. Ветров A.B., Савостова Т.П., Меньшутина Н.В., Колесников В.А. Информационная система «Наука в техническом ВУЗе» для анализа финансовой активности научно-исследовательских работ // Нефтегазовое дело. Уфа, 2003. №1. С. 333-336.

113. Савостова Т.Н., Ветров A.B., Колесников В.А., Меньшутина Н.В. Создание информационной системы «Наука в химико-технологическом ВУЗе» // Изв. вузов. 2004. Т 47, Вып.2. С. 150-154.

114. Меньшутина Н.В., Ветров A.B. Свидетельство об официальной регистрации программы для мониторинга и анализа научных исследований в области химии и химической технологии «Наука в химико-технологическом ВУЗе». 2004. № 2004612015.