Типы кластеров. Региональные инновационные кластеры в США

11.1. Характеристики кластеров

Определения кластера

Кластер – группа однородных взаимосвязанных экономических объектов (корпораций, отраслей или предприятий).

Термин «кластер» заимствован из английского языка (cluster, буквально – «расти вместе»). Согласно классическому определению, в основе которого лежит подход профессора Гарвардской школы бизнеса М. Портера, кластер представляет собой группу географически соседствующих взаимосвязанных компаний и связанных с ними организаций, действующих в определенных сферах, характеризующихся общностью деятельности и взаимодополняющих друг друга.

Основными характерными чертами кластера являются: географическая близость, взаимодополнение, общая сфера деятельности (общий сектор или даже отрасль промышленности) предприятий кластера.

Кластер имеет множество схожих между собой определений. В целом различаются три широких определения кластеров, каждое из которых подчеркивает тот или иной аспект (приоритет) его функционирования:

регионально ограниченные формы экономической активности внутри родственных секторов, обычно привязанные к тем или иным учреждениям индустрии знаний (НИИ и университетам);

вертикальные производственные цепочки; довольно узко определенные секторы, в которых смежные этапы производственного процесса образуют ядро кластера (например, цепочка «поставщик – сборщик – сбытовик – клиент»). В эту же категорию попадают сети, формирующиеся вокруг головных фирм;

отрасли промышленности, определенные на высоком уровне агрегации (например, «химический кластер») или совокупности секторов на еще более высоком уровне агрегации (например, «агропромышленный кластер»);

Кластеры – это объединение предприятий, поставщиков оборудования, комплектующих, специализированных производственных и сервисных услуг, научно-исследовательских и образовательных организаций, связанных отношениями территориальной близости и функциональной зависимости в сфере производства и реализации товаров и услуг. При этом кластеры могут размещаться на территории как одного, так и нескольких субъектов Российской Федерации.

Производственный кластер рассматривается как сетевая организация комплементарных, территориально взаимосвязанных отношениями сотрудничества предприятий и организаций (включая специализированных поставщиков, в т. ч. услуг, а также производителей и покупателей), объединенных вокруг научно-образовательного центра. Эта организация связана отношениями партнерства с местными учреждениями и органами управления с целью повышения конкурентоспособности предприятий, регионов и национальной экономики.

По определению М. Портера, «кластеры – это сконцентрированные по географическому признаку группы взаимосвязанных компаний, специализированных поставщиков, поставщиков услуг, фирм в соответствующих отраслях, а также связанных с их деятельностью организаций» 278 .

Другими словами, кластер в общеэкономическом смысле представляет собой группу географически локализованных взаимосвязанных компаний, поставщиков оборудования, комплектующих, специализированных производственных услуг, инфраструктуры, научно-исследовательских центров, вузов и других организаций, взаимодополняющих друг друга в достижении конкретного хозяйственного эффекта и усиливающих конкурентные преимущества отдельных компаний и, следовательно, кластера в целом.

Таким образом, одним из признаков промышленного кластера в общей модели производственно-кооперационных и иных взаимодействий субъектов хозяйствования является принцип территориальной локализации.

В нашем исследовании мы будем руководствоваться следующим определением кластера.

Определение. Кластер – это группа географически соседствующих взаимосвязанных компаний (поставщики, производители товаров и услуг, научно-исследовательских учреждений, учебных заведений и др.) и связанных с ними организаций (образовательные заведения, органы государственного управления, инфраструктурные компании), действующих в определенной сфере, взаимодополняющих друг друга и усиливающих конкурентные преимущества отдельных компаний и кластера в целом.

Региональный кластер – сетевая структура, которая включает представителей власти, бизнес-сообщества, организации гражданского общества в регионе, сплоченных вокруг ядра конкурентоспособной экономической деятельности. Территориальная концентрация (специализация), сочетание кооперации и конкуренции обеспечивают предприятиям кластеров суммарные конкурентные преимущества по сравнению с отдельными предприятиями (внекластерные предприятия), что повышает их экспортные возможности.

Определения смежных понятий

Для описания географических скоплений фирм, отраслей и связанных с ними процессов, используются, наряду с «кластерами», и другие термины: индустриальные районы, территориальные производственные комплексы, региональная инновационная среда, сетевые области, обучающиеся регионы.

Перечисленные термины, отчасти различные по своему значению, иногда используются как идентичные по смыслу, создавая при этом определенную подмену понятий и нуждаясь в более строгих определениях. Как уже отмечалось однозначного и строгого определения кластера не существует, что вызвано как становящимся характером кластерной теории, так и неполнотой портеровской концепции кластера.

Территориально-производственный комплекс – группа территориально сконцентрированных предприятий, технологически связанных процессом переработки сырья и энергии. В отличие от кластера предприятий, в ТПК обязательна технологическая связь между предприятиями и обязательна вертикальная интеграция предприятий от добычи сырья до его полной переработки.

Промышленная площадка, промышленный узел, промышленный район – комплекс объектов недвижимости и инфраструктуры, предоставляющий условия для эффективной работы ряда небольших и средних производств и управляемый единым оператором. Предусматривается наличие инфраструктурного, кооперационного и агломерационного эффектов для предприятий-резидентов. Инфраструктурный эффект связан со снижением издержек на создание и эксплуатацию обслуживающей инфраструктуры, кооперационный эффект связан с возможностью снижения транспортных и технологических издержек для предприятий, близко расположенных в пределах данных территорий, агломерационный эффект связан с экономией издержек на масштабах выпуска.

Особая экономическая зона – определяемая Правительством Российской Федерации часть территории Российской Федерации, на которой действует особый режим осуществления предпринимательской деятельности. Особые экономические зоны дополняют эффекты промышленных площадок, узлов и районов особыми институциональными условиями функционирования (снижение налоговых, таможенных, административных и иных издержек).

Технопарк и технополис – промышленная площадка и промышленный узел, концентрирующие предприятия высоких технологий вокруг университетского и исследовательского центров. Характеризуются наличием жестких требований к инновационному характеру деятельности предприятий–резидентов, а также предоставлением специализированных услуг, обеспечивающих поддержку развития малых инновационных предприятий и содействующих эффективному трансферу технологий. В пределах технопарков и технополисов могут формироваться локальные высокотехнологичные кластеры.

Характерные признаки кластера

К числу характерных признаков кластеров относятся:

1. Наличие сильных конкурентных позиций на международных и/или общероссийском рынках и высокий экспортный потенциал участников кластера (потенциал поставок за пределы региона). В качестве индикаторов конкурентоспособности могут рассматриваться: высокий уровень мультифакторной производительности, высокий уровень экспорта продукции и услуг (и/или высокий уровень поставок за пределы региона).

2. Наличие у территории базирования конкурентных преимуществ для развития кластера, к которым могут быть отнесены: выгодное географическое положение, доступ к сырью, наличие специализированных кадровых ресурсов, наличие поставщиков комплектующих и связанных услуг, наличие специализированных учебных заведений и исследовательских организаций, наличие необходимой инфраструктуры и другие факторы. В качестве индикаторов конкурентных преимуществ территории может рассматриваться, в том числе, накопленный объем привлеченных прямых инвестиций.

3. Географическая концентрация и близость расположения предприятий и организаций кластера, обеспечивающая возможности для активного взаимодействия. В качестве индикаторов географической концентрации могут рассматриваться показатели, характеризующие высокий уровень специализации данного региона.

4. Широкий набор участников, достаточный для возникновения позитивных эффектов кластерного взаимодействия. В качестве индикаторов могут рассматриваться показатели, характеризующие высокий уровень занятости на предприятиях и организациях, входящих в кластер.

5. Наличие эффективного взаимодействия между участниками кластера, включая, использование механизмов субконтрактации, партнерство предприятий с образовательными и исследовательскими организациями, практику координации деятельности по коллективному продвижению товаров и услуг на внутреннем и внешнем рынках.

Типы кластеров

С учетом отраслевой специфики выделяются следующие типы кластеров:

1. Дискретные кластеры включают предприятия, производящие продукты (и связанные услуги), состоящие из дискретных компонентов, включая предприятия автомобилестроения, авиационной промышленности, судостроения, двигателестроения, иных отраслей машиностроительного комплекса, а также организации строительной отрасли и производства строительных материалов. Как правило, данные кластеры состоят из малых и средних компаний – поставщиков, развивающихся вокруг сборочных предприятий и строительных организаций.

2. Процессные кластеры образуются предприятиями, относящимися к так называемым процессным отраслям, таким как химическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая отрасль, а также сельское хозяйство, пищевая промышленность и другие.

3. Инновационные и «творческие» кластеры развиваются в так называемых «новых секторах», таких как информационные технологии, биотехнологии, новые материалы, а также в секторах услуг, связанных с осуществлением творческой деятельности (например, кинематографии). Инновационные кластеры включают большое количество новых компаний, возникающих в процессе коммерциализации технологий и результатов научной деятельности, проводимых в высших учебных заведениях и исследовательских организациях.

4. Туристические кластеры формируются на базе туристических активов в регионе и состоят из предприятий различных секторов, связанных с обслуживанием туристов, например, туристических операторов, гостиниц, сектора общественного питания, производителей сувенирной продукции, транспортных предприятий и других.

5. Транспортно-логистические кластеры включают в себя комплекс инфраструктуры и компаний, специализирующихся на хранении, сопровождении и доставке грузов и пассажиров. Кластер может включать также организации, обслуживающие объекты портовой инфраструктуры, компании специализирующиеся на морских, речных, наземных, воздушных перевозках, логистические комплексы и другие. Транспортно-логистические кластеры развиваются в регионах, имеющих существенный транзитный потенциал.

Кластеры смешанных типов могут сочетать признаки нескольких типов кластеров.

Поддержка кластерных инициатив в России должна учитывать специфику четыре типов кластеров: 1) промышленные районы (впервые описаны А. Маршаллом сто лет назад); 2) радиальные, 3) «спутниковые», 4) огосударствленные кластеры.

1. Промышленные районы образуют десятки мелких и средних близко расположенных фирм однотипной ресурсной специализации, например, камчатский рыбный кластер, колымский золотороссыпной кластер. Основные усилия кластерной политики здесь должны быть направлены на их мягкую интеграцию в форме горизонтальных ассоциаций на основе использования общих объектов промышленного сервиса – совместных лабораторий по контролю качества продукции, дистрибьюторской сети, центров сертификации продукции, местных научных подразделений и университетов; создание ясных, периодически обновляемых, законодательных стандартов.

2. Радиальные кластеры – одна или несколько крупных ресурсных корпораций выполняет роль «центра», «корневого бизнеса» для региональной экономики (например, Ханты-Мансийский нефтехимический кластер). Здесь приоритетна поддержка развития механизмов субконтрактации и аутсорсинга, конструктивного партнерства крупных ресурсных корпораций и малого бизнеса. Целесообразно подготовить и принять специальную программу поддержки местных фирм промышленного сервиса – малого бизнеса в наукоемких производственных услугах (инжиниринговых, консалтинговых, дизайнерских и др.), потенциально способных оказывать услуги и предоставлять продукцию на основе субконтрактинга с крупным бизнесом, но сегодня малочисленных и неэффективных производителей неконкурентоспособной продукции. Содействовать повышению эффективности существующих ассоциаций поставщиков или способствовать их формированию. Целесообразно обеспечить поддержку развития сети центров субподряда – специализированных организаций, выполняющих функции информирования, стимулирования, поддержки и содействия субконтрактации.

3. «Спутниковый » кластерпредставляет собой совокупность компаний, ориентированных на поставку предприятию, внешнему по отношению к кластеру. Такой тип кластеров часто возникает в результате привлечения в регион внешних инвестиций. Здесь приоритетное направление кластерной политики – преодоление колониальной схемы эксплуатации местных природных ресурсов и попытки социальной укорененности стержневой экономической деятельности за счет вовлечения в работу местного коренного населения, программ поддержки малого национального бизнеса и т. д.

4. «Ориентированный на государство » – это кластер муниципального уровня, в котором экономическая активность привязана к государственному предприятию как военная база, оборонный завод, университет или органу государственного управления, связанного с государственным (оборонным) заказом. Сюда же могут относиться наукограды и технопарки, созданные по инициативе государства.

Кластеры в регионах дифференцируются:

по стадии развития (зарождающийся, развивающийся, стабильный, деградирующий);

по отраслевой принадлежности (туристические, транспортно-логистические и др.);

по структуре (однородный, разнородный и др.);

по степени участия государства.

Участники кластера

предприятия (организации, фирмы), специализирующиеся на профильных видах деятельности;

фирмы-поставщики товаров или услуг для профильных предприятий;

предприятия (организации), обслуживающие отрасли общего пользования, включая транспортную, энергетическую, инженерную, природоохранную и информационно-телекоммуника-ционную инфраструктуру;

организации рыночной инфраструктуры (аудиторские, консалтинговые, кредитные, страховые и лизинговые услуги, логистика, торговля, операции с недвижимостью);

некоммерческие и общественные организации, объединения предпринимателей, торгово-промышленные палаты;

научно-исследовательские и образовательные организации;

организации инновационной инфраструктуры и инфраструктуры поддержки малого и среднего предпринимательства: бизнес-инкубаторы, технопарки, промышленные парки, венчурные фонды, центры трансфера технологий, центры развития дизайна, центры энергосбережения, центры поддержки субподряда (субконтрактации);

центры и агентства по развитию предпринимательства, регионального и муниципального развития, привлечения инвестиций, агентства по поддержке экспорта товаров, государственные и муниципальные фонды поддержки предпринимательства, фонды содействия кредитованию (гарантийные фонды, фонды поручительств), акционерные инвестиционные фонды и закрытые паевые инвестиционные фонды, привлекающие инвестиции для субъектов малого и среднего предпринимательства и др.

В состав кластера могут входить подразделения региональной и муниципальной власти, которые нередко оказывают существенное воздействие на процессы его формирования и развития.

Определение кластерной политики

Кластерная политика – мероприятия, проводимые муниципальными и государственными органами власти по созданию и поддержке развития кластеров на определенных территориях. Включает в себя меры нормативного правового обеспечения, инвестиционные, финансово-бюджетные механизмы, информационную поддержку.

Целями кластерной политики является повышение конкурентоспособности и инновационного потенциала предприятий и отдельных отраслей, развитие малого и среднего бизнеса и содействие диверсификации национальной экономики через стимулирование и развитие региональных отраслевых кластеров.

Целью региональной кластерной политики является укрепления сетей взаимосвязей между экономическими субъектами – участниками кластера в целях:

упрощения доступа к новым технологиям;

оптимального распределения рисков;

совместного выхода на внешние рынки;

организации совместных НИОКР;

совместного использования знаний и основных фондов;

ускорения процессов обучения за счет интенсификации контактов ведущих специалистов;

снижения трансакционных издержек взаимодействия за счет увеличения доверия между участниками кластера.

Определение кластерных инициатив

Под кластерной инициативой понимаются скоординированные действия, направленные на повышение конкурентоспособности и роста регионального отраслевого кластера с вовлечением и непосредственным участием ключевых участников кластера: компаний, ассоциаций, образовательных учреждений и др.

Кластерные инициативы состоят из последовательности проектных этапов, начиная с инициирования проекта, разработки стратегии и плана действий по развитию кластера и заканчивая формированием специализированной ассоциации участников кластера и реализацией программы развития и оценкой ее эффективности.

Кластерные инициативы представляют собой новый проектно ориентированный подход для стимулирования кластеров и являются специфическим инструментом кластерной политики на федеральном и региональном уровнях.

11.2. Мировой опыт кластерного подхода

Примеры кластеров

В ряде зарубежных государств уже имеется успешный многолетний экономический опыт внедрения и развития кластерных структур.

Так, в 1960-1970 гг. кластеры завоевали сильные позиции в мировой экономике как в традиционных отраслях промышленности (здесь интересен опыт Италии), так и в высокотехнологичных отраслях (например, Силиконовая долина). В 1990-е гг. кластеры были широко признаны как важный элемент стимулирования производительности труда в промышленности и инновационного потенциала предприятий, а также формирования новых видов коммерческой деятельности.

Ни одна страна не может быть конкурентоспособной во всех сферах. В развитых странах международная конкурентоспособность изначально обреталась и укреплялась в рамках отдельных кластеров:

конкурентоспособность Швеции в целлюлозно-бумажном секторе распространяется на оборудование по деревообработке и производству бумаги, конвейерные линии и некоторые смежные отрасли-потребители (например, производство спичек);

в Германии машино- и автомобилестроители выигрывают от наличия в своей стране высокоразвитого производства компонентов для этих отраслей;

В Италии специальные кластеры сформировались в промышленных районах, в которых сложились отраслевые комбинации: металлообработка – режущий инструмент, мода – дизайн, кожа – обувь, деревообработка – мебель.

Примерами наиболее известных систем кластерного типа служат кооперации компаний:

в области компьютерной техники и информационных технологий – в Силиконовой долине (США);

в области связи и телекоммуникаций – в Хельсинки;

в области кинопроизводства – в Голливуде (США);

кластер «Био Долина», расположенный на стыке границ Франции, Германии и Швейцарии.

В качестве передового зарубежного опыта проведения структурной политики следует отметить те примеры, которые построены по принципу совместного использования подотраслями общих для них ресурсов, создающих сравнительное преимущество данной территории.

Особенно ярким примером опыта формирования территориальных кластеров взаимосвязанных подотраслей является Дания. В Дании существуют кластеры конкурентоспособных отраслей, связанных с производством товаров для дома (предметы обстановки и хозяйственные товары) и здравоохранением (фармацевтика, медицинское оборудование и т. д.). Кластер отраслей здравоохранения связан с сельскохозяйственным кластером через технологии и требования к сырью.

Подобные кластеры имеют место во многих странах.

Зарубежный опыт демонстрирует возможности кластерного подхода для решения задач, направленных на подъем экономики отдельных отраслей и регионов:

полностью кластеризованы финская и скандинавская промышленность;

в США больше половины предприятий работают по кластерной модели производства – предприятия кластера находятся в одном регионе и максимально используют его природный, кадровый и интеграционный потенциалы. Как правило, продукция кластеров ориентирована на экспорт или импортозамещение;

во многих странах Европейского Союза работает шотландская модель кластера , при которой ядром такого совместного производства становится крупное предприятие, объединяющее вокруг себя небольшие фирмы;

доказала свою эффективность и итальянская модель кластера – более гибкое и «равноправное» сотрудничество предприятий малого, среднего и крупного бизнеса. Специалисты считают, что для стран с переходной экономикой наиболее подходит именно такая форма кластерной организации производства.

М. Портер, исследовавший реализацию сравнительных преимуществ через образования кластеров взаимосвязанных подотраслей, пришел к выводу, что повсеместное распространение кластеров можно рассматривать в качестве главной черты всех высокоразвитых экономик.

Роль кластеров в социально-экономическом развитии

Мировой опыт подтверждает, что современное, а зачастую высокотехнологичное производство может базироваться только на процессах интеграции научных, инновационных и производственных предприятий различных типов. На данный момент научно технический прогресс движется не разрозненными предприятиями, а их объединениями, группами, кластерами и сетями с горизонтальными, вертикальными и региональными связями. Благодаря этому в развитых странах доля занятости в интенсивных отраслях экономики от общего числа работающих постоянно возрастает и ныне составляет: в Германии – 27,7%, в Японии – 23,5%, в Италии – 20,4% и в США – 15,5%. При этом, доля прибавочной валовой стоимости этих отраслей в производственном секторе составляет соответственно: в Германии – 25,9%, в Японии – 25%, в Италии – 20,7% и в США – 18%. Этот опыт особенно важен для стран, недавно избравших путь рыночной экономики и стремящихся активизировать свой научно-технический, инновационный и промышленный потенциал с целью обеспечения устойчивого социально-экономического развития и превращения в государства, обладающие высоким уровнем мировой конкурентоспособности.

Кластерный подход можно охарактеризовать прекрасной основой для создания новых форм объединения знаний, стимулируя возникновение новых научно-технических направлений и их коммерческих приложений, а также косвенным образом поддерживая сферу образования, университетскую науку и венчурный бизнес. Вслед за США и Японией, страны ЕС пришли к идее объединения ресурсов своих стран на основе выработки общей научной политики, в которой важная роль отводится развитию инновационных кластеров. Кластерная форма организации на основе сети устойчивых связей между всеми его участниками приводит к созданию особой формы совокупного инновационного продукта, который концентрирует разнообразные научные и технологические изобретения, трансформируя их в инновации, коммерциализация которых обеспечивает достижение конкурентных преимуществ.

Региональные инновационные кластеры в США

Задача формирования и укрепления региональных инновационных кластеров в США была поставлена в число важнейших национальных приоритетов в докладе Совета по конкурентоспособности 2001 года. В нем говорится: «В эпоху, когда национальные границы становятся менее важными по мере глобального движения капитала, технологий и таланта, двигатели инноваций, как никогда, приобретают локальный характер».

Основной лозунг американской инновационной политики – «инвестирование в технологии – это инвестирование в будущее Америки». При этом особое внимание уделяется определению и поддержке тех инноваций, которые обеспечивают долговременное развитие бизнеса. Здесь можно выделить четыре основные формы государственной инновационной политики:

прямая бюджетная поддержка разработки и внедрения новых технологий и товаров;

косвенная поддержка посредством налоговой политики и с помощью административного регулирования;

инвестиции в систему образования;

поддержка критических элементов хозяйственной инфраструктуры, необходимых для быстрого продвижения инноваций.

Большое внимание в США уделяется созданию на базе университетов национальной сети центров внедрения промышленных технологий. От этой меры особенно выигрывает малый бизнес, получающий доступ к современным технологиям. Широкое распространение нашли различные кооперативные формы организации инновационного творчества – от смешанного капитала и разделения рисков до совместного использования дорогостоящего оборудования. Наконец, поддерживается и стимулируется образование инновационных кластеров – феномен Силиконовой долины.

Высокую конкурентоспособность и стабильность кластерных хозяйственных систем определяют, прежде всего, факторы, стимулирующие распространение новых технологий, характер и структуру взаимодействия науки, образования, финансирования, государственной политики и промышленности. Наиболее жизнеспособные кластеры инновационной активности формируются на основе диверсификации межотраслевых связей. Разнообразие и относительная доступность внутри кластера различных источников технологических знаний и связей облегчает комбинирование факторов производства и становится предпосылкой эффективной инновации. Территориальные промышленные кластеры чрезвычайно важны для развития современного предпринимательства – малого, среднего и крупного.

Условное деление на классы предложено Язеком Радаевским и Дугласом Эдлайном:

Класс I. Класс машин строится целиком из стандартных деталей, которые продают многие продавцы компьютерных компонент (низкие цены, простое обслуживание, аппаратные компоненты доступны из различных источников).

Класс II. Система имеет эксклюзивные или не широко распространенные детали. Этим можно достичь очень хорошей производительности, но при более высокой стоимости.

Как уже указывалось выше, кластеры могут существовать в различных конфигурациях. Наиболее употребляемыми типами кластеров являются: Системы высокой надежности. Системы для высокопроизводительных вычислений. Многопоточные системы.

Отметим, что границы между этими типами кластеров до некоторой степени размыты, и часто существующий кластер может иметь такие свойства или функции, которые выходят за рамки перечисленных типов. Более того, при конфигурировании большого кластера, используемого как система общего назначения, приходится выделять блоки, выполняющие все перечисленные функции.

Кластеры для высокопроизводительных вычислений предназначены для параллельных расчётов. Эти кластеры обычно собраны из большого числа компьютеров. Разработка таких кластеров является сложным процессом, требующим на каждом шаге аккуратных согласований таких вопросов как инсталляция, эксплуатация и одновременное управление большим числом компьютеров, технические требования параллельного и высокопроизводительного доступа к одному и тому же системному файлу (или файлам) и межпроцессорная связь между узлами и координация работы в параллельном режиме. Эти проблемы проще всего решаются при обеспечении единого образа операционной системы для всего кластера. Однако реализовать подобную схему удаётся далеко не всегда и обычно она обычно применяется лишь для не слишком больших систем.

Многопоточные системы используются для обеспечения единого интерфейса к ряду ресурсов, которые могут со временем произвольно наращиваться (или сокращаться) в размере. Наиболее общий пример этого представляет собой группа Веб-серверов.

В 1994 году Томас Стерлинг (Sterling) и Дон Беккер (Becker) создали 16-и узловой кластер из процессоров Intel DX4, соединенных сетью 10Мбит/с Ethernet с дублированием каналов. Они назвали его «Beowulf » по названию старинной эпической поэмы. Кластер возник в центре NASA Goddard Space Flight Center для поддержки необходимыми вычислительными ресурсами проекта Earth and Space Sciences. Проектно-конструкторские работы над кластером быстро превратились в то, что известно сейчас под названием проект Beowulf. Проект стал основой общего подхода к построению параллельных кластерных компьютеров и описывает многопроцессорную архитектуру, которая может с успехом использоваться для параллельных вычислений. Beowulf-кластер, как правило, является системой, состоящей из одного серверного узла (который обычно называется головным узлом), а также одного или нескольких подчинённых узлов (вычислительных узлов), соединённых посредством стандартной компьютерной сети. Система строится с использованием стандартных аппаратных компонент, таких как ПК, запускаемых под Linux, стандартных сетевых адаптеров (например, Ethernet) и коммутаторов. Нет особого программного пакета, называемого «Beowulf». Вместо этого имеется несколько кусков программного обеспечения, которые многие пользователи нашли пригодными для построения кластеров Beowulf. Beowulf использует такие программные продукты как операционную систему Linux, системы передачи сообщений PVM, MPI, системы управления очередями заданий и другие стандартные продукты. Серверный узел контролирует весь кластер и обслуживает файлы, направляемые к клиентским узлам.

Транспьютерные системы.

Транспьютер (англ. transputer ) - элемент построения многопроцессорных систем, выполненный на одном кристалле большой интегральной схемы, продукт английской компании INMOS Ltd. (ныне - подразделение STMicroelectronics ).

Термин транспьютер происходит от слов Transistor и Computer . Такой генезис должен, по мнению разработчиков, подчёркивать возможность построения сложных вычислительных комплексов на базе транспьютеров, где их роль уподоблялась бы роли транзисторов, выступающих основным элементом при проектировании электронных схем. Другая интерпретация: trans-put-er -тот, кто передаёт , указывает на присутствие встроенных скоростных устройств ввода/вывода для обмена с соседними процессорами.

Параллельная система может создаваться из набора транспьютеров, которые функционируют независимо и взаимодействуют через последовательные каналы связи. Такие системы можно проектировать и программировать на языке Occam , основанном на концепции взаимодействующих процессов (англ.), или на других языках (например, Concurrent C, Concurrent Fortran), имеющих соответствующие средства.

Язык программирования Occam был разработан компанией INMOS на основе теории Энтони Хоара (англ. C . A . R . Hoare ) о взаимодействии процессов. Occam является алголо -подобным языком высокого уровня; при этом язык оптимизирован с точки зрения эффективности его трансляции в систему команд транспьютера. Первоначально INMOS даже предлагала воспринимать Occam в качестве транспьютерного ассемблера, но позже выпустила пакет низкоуровневых средств для разработчиков компиляторов, а также включила в Occam предписание GUY, позволяющее вставлять код на уровне процессора.

Транспьютеры успешно использовались в различных областях - от встроенных систем до суперЭВМ. В настоящее время транспьютеры не производятся, будучи вытесненными похожими разработками конкурентов, особенно Texas Instruments (TMS320) и Intel (80860 ). Принято считать, что концепция транспьютеров оказала заметное влияние на развитие микропроцессорной техники 1980 -1990-х годов . Так, термин линк (link) - физический канал связи между параллельно работающими процессорами - пришёл из транспьютеров, а протокол транспьютерного линка стал стандартом IEEE.

1. Дискретные кластеры включают предприятия, производящие продукты (и связанные услуги), состоящие из дискретных компонентов, включая предприятия автомобилестроения, авиационной промышленности, судостроения, двигателестроения, иных отраслей машиностроительного комплекса, а также организации строительной отрасли и производства строительных материалов. Как правило, данные кластеры состоят из малых и средних компаний - поставщиков, развивающихся вокруг сборочных предприятий и строительных организаций.

2. Процессные кластеры образуются предприятиями, относящимися к так называемым процессным отраслям, таким как химическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая отрасль, а также сельское хозяйство, пищевая промышленность и другие.

3. Инновационные и "творческие" кластеры развиваются в так называемых "новых секторах", таких как информационные технологии, биотехнологии, новые материалы, а также в секторах услуг, связанных с осуществлением творческой деятельности (например, кинематографии). Инновационные кластеры включают большое количество новых компаний, возникающих в процессе коммерциализации технологий и результатов научной деятельности, проводимых в высших учебных заведениях и исследовательских организациях.

4. Туристические кластеры формируются на базе туристических активов в регионе и состоят из предприятий различных секторов, связанных с обслуживанием туристов, например, туристических операторов, гостиниц, сектора общественного питания, производителей сувенирной продукции, транспортных предприятий и других.

5. Транспортно-логистические кластеры включают в себя комплекс инфраструктуры и компаний, специализирующихся на хранении, сопровождении и доставке грузов и пассажиров. Кластер может включать также организации, обслуживающие объекты портовой инфраструктуры, компании, специализирующиеся на морских, речных, наземных, воздушных перевозках, логистические комплексы и другие. Транспортно-логистические кластеры развиваются в регионах, имеющих существенный транзитный потенциал.

Кластеры смешанных типов могут сочетать признаки нескольких типов кластеров.

Реализация проектов развития кластеров позволяет эффективно преодолевать ряд различного рода барьеров и "узких мест", препятствующих развитию предприятий и организаций, входящих в состав кластера.

1. К числу проблем, преодолеваемых в рамках развития большинства типов кластеров, следует отнести:

недостаток квалифицированных кадров, вызванный несоответствием содержания и качества образовательных программ учреждений высшего, среднего и начального профессионального образования потребностям экономики, неразвитостью механизмов непрерывного образования;

низкую восприимчивость предприятий к инновациям, крайне медленные темпы обновления модельного ряда выпускаемой продукции, недостаточный уровень ее потребительских качеств;

недостаточное качество и доступность транспортной и инженерной инфраструктуры;

недостаточный уровень организационного развития кластера, включая отсутствие практики стратегического планирования развития кластера, отсутствие системы эффективных информационных коммуникаций между участниками кластера;

ограниченный доступ к зарубежным рынкам.

2. К числу барьеров, актуальных преимущественно для развития дискретных кластеров, следует отнести:

недостаточный уровень развития кооперационных связей и механизмов субконтрактации, характеризуемый относительно низкой долей комплектующих, производимых внешними поставщиками;

низкий уровень операционной конкурентоспособности большинства сборочных предприятий: высокие сроки освоения новой продукции, неоправданные накладные расходы, высокий уровень брака, низкий уровень технологической оснащенности и организации производства;

недостаточный уровень конкурентоспособности внешних поставщиков, включая качество и технологический уровень поставляемой ими продукции и услуг;

недостаток специализированной производственной и офисной недвижимости для поставщиков.

3. К числу типичных барьеров для развития процессных кластеров следует отнести:

ограничение доступа к сырью для малых и средних предприятий, специализирующихся на переработке продукции крупных процессных предприятий;

финансовые барьеры для приобретения дорогостоящего производственного оборудования;

проблемы с доступностью и качеством подготовки инженерного персонала и квалифицированных рабочих, обслуживающих современное процессное оборудование.

Кластер (в общем смысле) – объедение нескольких однородных элементов в единую самостоятельную единицу, имеющую уникальные свойства. Понятие «кластер» применяется в разных отраслях – математике, музыке, сфере информационных технологий, астрономии, лингвистке, экономике.

Кластер в экономике – определенная группа компаний (финансово-кредитных учреждений, университетов), которые дополняют друг друга и усиливают конкурентные особенности одной отдельно взятой организации и кластера в целом. Особенность кластера – наличие здоровой конкуренции среди его участников, определенные связи в отношении комплектующих, сырья, товаров, услуг и так далее.

Кластер можно выделить по нескольким характерным признакам :

Родству технологий, применяемых в организациях, входящих в один кластер;
- максимальной географической приближенности друг к другу;
- активному применению инновационных технологий и участию в их разработке;
- общих чертах в сырьевой базе.

Кластер, как образование, имеет следующие цели :

Обеспечить эффективное прогнозирование и анализ в интересующей отрасли. Кластер представляет собой мощный объект для изучения;
- сформировать полноценную стратегию и поддержку развития региона, повысить конкурентоспособность, ускорить процессы создания инновационной продукции, увеличить уровень прибыли и занятость населения, поднять производительность.

Кластер: развитие, структура и особенности

В экономике понятие «кластер» появилось весьма недавно. Первым исследователем в данной отрасли был Альфред Маршал, которому удалось разработать подходы кластерной политики еще в конце 19 века, но в дальнейшем идею никто не подхватил. Понадобилось много времени, чтобы сформировать типы экологических районов и объединить их в единые «подгруппы».

При этом сам термин «кластер» является и вовсе молодым. Он появился лишь в начале 90-х годов прошлого века, благодаря деятельности Майкла Портера. При этом условно все кластеры можно разбить на несколько типов участников:

- основные субъекты . К таковым можно отнести различные виды компаний, начиная от самых мелких до настоящих гигантов;

- органы власти – субъекты местного, регионального или национального уровня. В эту же категорию можно отнести институты развития;

- инновационно-исследовательское формирования. Здесь речь идет об объединении в кластер целой группы образовательных учреждений (в том числе и крупных вузов), центров коммерциализации, инжиниронговых структур, исследовательских компаний и так далее;

- структуры, предлагающие смежные типы услуг . В основе такого кластера – консалтинговые компании, финансовые структуры и так далее.

В историческом формате кластер имеет промышленный тип. Первые подобные образования появились ближе к середине двадцатого века в Италии. Со временем вектор развития кластера начал смещаться в сторону инновационной деятельности. В частности, все больше внимания уделяется развитию промышленно-инновационному кластеру.

Главная отличительная особенность кластера от обычного промышленного региона с группой схожих предприятий – это не только между собой, но и активное сотрудничество. Поиск решения происходит коллегиально, что ускоряет процесс создания новых технологий и способствует развитию науки в целом.

При этом сфера сотрудничества очень широка (речь идет о взаимодействии не только в научном плане). Внутри кластера могут коллегиально решаться вопросы инфраструктуры, проблемы подбора кадров, общие тенденции развития и так далее. В таких условиях на первые роли выходит структура взаимодействия, наличие стойких социальных связей между предприятиями, уровень доверия между ними.

С другой стороны внутри кластера может вестись борьба за лучшие кадры и сбыта. Но при наличии активного сотрудничества все эти стремления направляются в одно русло, что позволяет эффективно подготовить рынок рабочей силы, обеспечить производство качественным сырьем, наладить обмен знаниями и так далее.

Чаще всего кластер – это сеть, которая может работать при наличии или отсутствии центрального звена. Функционирование может осуществляться в различных форматах – в виде оформленной официально структуры или же без какой-то одной управляющей организации и членства.

Кластер – это одна из самых благоприятных зон для начинающих предприятий, которые только начали свой путь развития. При этом ядром такого объедения все равно остаются крупные компании (одна или целая группа). Такие ситуации все чаще складываются в сфере ядерных технологий или автомобильной промышленности.

Классификация и виды кластеров

За годы существования кластеров появилось множество подходов к их классификации. Сегодня существует множество признаков, по которым те или иные компании объединяются в общие группы. Так, к основным параметрам можно отнести наличие капитала, географическое расположение, трудовой потенциал, объемы предоставляемых услуг, наличие специальных заведений, отраслевая принадлежность и так далее.

Если же исходить из общих принципов экономики, то кластеры можно разделить классифицировать по следующим признакам:

1. По характеру появления кластеры бывают:

- стихийно (спонтанно) сформированные . В этом случае специальные планы по объединению тех или иных компаний не строятся – все происходит естественным образом, на основе взаимных целей, единых интересов и сотрудничества;

- осознано . К такой категории относятся кластеры, которые создаются с определенной целью, а их сближение является спланированным, искусственным.

2. По природе все объединения можно разделить на реальные и ложные кластеры. К последним, как правило, относятся индустриальные районы, доминирующие фирмы и так далее.

3. По технологическим параметрам – интеллектуальные (инновационные), кустарные и индустриальные (производящие обычные товары) кластеры.

4. По способу образования можно выделить:

- кластеры с вертикальными связями в производственной сфере. В этом случае небольшие предприятия объединяются вокруг одной или сети крупных компаний. При этом в задачу последней входит регулирование основных процессов сбыта, поставки и производства продукции;

- кластеры с региональной формой. В этом случае имеют место региональные ограничения внутри схожих структур в промышленном и научном секторе деятельности;

- отраслевые кластеры. К таковым относятся компании, которые работают в различных сферах промышленности. К примеру, можно выделить «ядерный кластер», «фармацептический кластер» и так далее;

- промышленные кластеры.

Каждый из кластеров имеет свои особенности:

1. Региональный кластер представляет собой объединение нескольких университетов, фирм или компаний, которые работают в одной отрасли и регионе. При этом формирование кластера происходит за счет кооперации участников и их конкуренции. Все компании «объединения» работают на основе партнерских отношений и для достижения общей цели. К основным характеристикам регионального кластера можно отнести открытость и совместности использование внешних ресурсов.

В свою очередь все региональные кластеры условно разделяются на несколько типов:

Сильные кластеры – характеризуются мощной конкуренцией и активным взаимодействием;
- устойчивые кластеры отличаются позитивной динамикой развития;
- потенциальные кластеры имеют неравномерную структуру и много слабых «звеньев»;
- латентные кластеры представляют собой объединение нескольких успешных компаний, которые еще далеки от формирования полноценного кластера.

2. Отраслевой кластер – это образование, в которое входят организации отраслевых и смежных компаний. Основой их взаимоотношений являются конкурентные и кооперационные связи. При этом конкурентные преимущества таких структур усиливаются, благодаря синергетическому эффекту – отраслевому взаимодействию.

Характерные черты такого кластера – объединение более мелких компаний вокруг одного крупного предприятия, . Часто такие модели характерны для тяжелой индустрии. Стоит отметить, что в отраслевых кластерах одним из главных направлений является внедрение инновационных технологий. При этом взаимосвязь между структурами может быть как вертикальной, так и горизонтальной. Одним из самых популярных отраслевых кластеров является компания Airbas.

Промышленный кластер основывается на базе конкуренции внутри какого-то одного сектора. В него входят различные лица, компании, источники ресурсов, объединяющиеся для изготовления товаров, продажи услуг и товаров. Чаще всего промышленный кластер не привязан к какой-то конкретной отрасли, может охватывать большой регион или даже страну. К примеру, в Финляндии есть целый лесопромышленный кластер, охватывающий группу отраслей – целлюлозно-бумажную, деревообрабатывающую и лесозаготовительную.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш

Условное деление на классы предложено Язеком Радаевским и Дугласом Эдлайном:

· Класс I . Класс машин строится целиком из стандартных деталей, которые продают многие поставщики компьютерных компонентов (низкие цены , простое обслуживание, аппаратные компоненты доступны из различных источников).

· Класс II . Система имеет эксклюзивные или не слишком широко распространенные детали. Таким образом можно достичь очень хорошей производительности, но при более высокой стоимости.

Как уже отмечалось, кластеры могут существовать в различных конфигурациях. Наиболее распространенными типами кластеров являются:

· системы высокой надежности;

· системы для высокопроизводительных вычислений;

· многопоточные системы .

Отметим, что границы между этими типами кластеров до некоторой степени размыты, и кластер может иметь такие свойства или функции, которые выходят за рамки перечисленных типов. Более того, при конфигурировании большого кластера , используемого как система общего назначения , приходится выделять блоки, выполняющие все перечисленные функции.

Кластеры для высокопроизводительных вычислений предназначены для параллельных расчетов. Эти кластеры обычно собраны из большого числа компьютеров. Разработка таких кластеров является сложным процессом, требующим на каждом шаге согласования таких вопросов как инсталляция, эксплуатация и одновременное управление большим числом компьютеров, технические требования параллельного и высокопроизводительного доступа к одному и тому же системному файлу (или файлам) и межпроцессорная связь между узлами, и координация работы в параллельном режиме. Эти проблемы проще всего решаются при обеспечении единого образа операционной системы для всего кластера . Однако реализовать подобную схему удается далеко не всегда и обычно она применяется лишь для не слишком больших систем.

Многопоточные системы используются для обеспечения единого интерфейса к ряду ресурсов, которые могут со временем произвольно наращиваться (или сокращаться). Типичным примером может служить группа web-серверов .

В 1994 году Томас Стерлинг (Sterling) и Дон Беккер (Becker) создали 16-узловой кластер из процессоров Intel DX4, соединенных сетью 10 Мбит/с Ethernet с дублированием каналов. Они назвали его "Beowulf" по названию старинной эпической поэмы. Кластер возник в центре NASA Goddard Space Flight Center для поддержки необходимыми вычислительными ресурсами проекта Earth and Space Sciences. Проектно-конструкторские работы быстро превратились в то, что известно сейчас как проект Beowulf. Проект стал основой общего подхода к построению параллельных кластерных компьютеров, он описывает многопроцессорную архитектуру, которая может с успехом использоваться для параллельных вычислений. Beowulf-кластер , как правило, является системой, состоящей из одного серверного узла (который обычно называется головным), а также одного или нескольких подчиненных (вычислительных) узлов, соединенных посредством стандартной компьютерной сети. Система строится с использованием стандартных аппаратных компонентов, таких как ПК, запускаемые под Linux, стандартные сетевые адаптеры (например, Ethernet) и коммутаторы. Нет особого программного пакета, называемого "Beowulf". Вместо этого имеется несколько кусков программного обеспечения, которые многие пользователи нашли пригодными для построения кластеров Beowulf. Beowulf использует такие программные продукты как операционная система Linux, системы передачи сообщений PVM, MPI, системы управления очередями заданий и другие стандартные продукты. Серверный узел контролирует весь кластер и обслуживает файлы, направляемые к клиентским узлам.