Цель дипломного проекта - Разработка лабораторного комплекса «Кластерные технологии» в рамках дисциплины «Высокопроизводительные вычислительные системы» для обучения студентов кафедры АСУ.
Кроме того в ходе дипломного проектирования будет разработано программное обеспечение, которое будет представлять собой интерфейс, позволяющий запускать параллельные программы, балансируя нагрузку между узлами кластера. Поставляемый интерфейс MPICH2 этого не позволяет.
Анализ кластерных технологий в контексте лабораторного практикума
Типы кластеров
Кластер -- группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи и представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс.
Один из первых архитекторов кластерной технологии Gregory F. Pfister [Грегори Пфистер] дал кластеру следующее определение: «Кластер -- это разновидность параллельной или распределённой системы, которая:
· состоит из нескольких связанных между собой компьютеров;
· используется как единый, унифицированный компьютерный ресурс».
Обычно различают следующие основные виды кластеров:
· отказоустойчивые кластеры (High-availability clusters, HA, кластеры высокой доступности)
· кластеры с балансировкой нагрузки (Load balancing clusters)
· вычислительные кластеры (Computing clusters)
· grid-системы.
Кластеры высокой доступности
Обозначаются аббревиатурой HA (англ. High Availability -- высокая доступность). Создаются для обеспечения высокой доступности сервиса, предоставляемого кластером. Избыточное число узлов, входящих в кластер, гарантирует предоставление сервиса в случае отказа одного или нескольких серверов. Типичное число узлов -- два, это минимальное количество, приводящее к повышению доступности. Создано множество программных решений для построения такого рода кластеров.
Отказоустойчивые кластеры и системы вообще строятся по трем основным принципам:
· с холодным резервом или активный/пассивный. Активный узел выполняет запросы, а пассивный ждет его отказа и включается в работу, когда таковой произойдет. Пример -- резервные сетевые соединения, в частности, Алгоритм связующего дерева. Например, связка DRBD и HeartBeat.
· с горячим резервом или активный/активный. Все узлы выполняют запросы, в случае отказа одного нагрузка перераспределяется между оставшимися. То есть кластер распределения нагрузки с поддержкой перераспределения запросов при отказе. Примеры -- практически все кластерные технологии, например, Microsoft Cluster Server. OpenSource проект OpenMosix.
· с модульной избыточностью. Применяется только в случае, когда простой системы совершенно недопустим. Все узлы одновременно выполняют один и тот же запрос (либо части его, но так, что результат достижим и при отказе любого узла), из результатов берется любой. Необходимо гарантировать, что результаты разных узлов всегда будут одинаковы (либо различия гарантированно не повлияют на дальнейшую работу). Примеры -- RAID и Triple modular redundancy.
Конкретная технология может сочетать данные принципы в любой комбинации. Например, Linux-HA поддерживает режим обоюдной поглощающей конфигурации (англ. takeover), в котором критические запросы выполняются всеми узлами вместе, прочие же равномерно распределяются между ними.
Кластеры распределения нагрузки
Принцип их действия строится на распределении запросов через один или несколько входных узлов, которые перенаправляют их на обработку в остальные, вычислительные узлы. Первоначальная цель такого кластера -- производительность, однако, в них часто используются также и методы, повышающие надёжность. Подобные конструкции называются серверными фермами. Программное обеспечение (ПО) может быть как коммерческим (OpenVMS, MOSIX, Platform LSF HPC, Solaris Cluster Moab Cluster Suite, Maui Cluster Scheduler), так и бесплатным (OpenMosix, Sun Grid Engine, Linux Virtual Server).
Вычислительные кластеры
Кластеры используются в вычислительных целях, в частности в научных исследованиях. Для вычислительных кластеров существенными показателями являются высокая производительность процессора в операциях над числами с плавающей точкой (flops) и низкая латентность объединяющей сети, и менее существенными -- скорость операций ввода-вывода, которая в большей степени важна для баз данных и web-сервисов. Вычислительные кластеры позволяют уменьшить время расчетов, по сравнению с одиночным компьютером, разбивая задание на параллельно выполняющиеся ветки, которые обмениваются данными по связывающей сети. Одна из типичных конфигураций -- набор компьютеров, собранных из общедоступных компонентов, с установленной на них операционной системой Linux, и связанных сетью Ethernet, Myrinet, InfiniBand или другими относительно недорогими сетями. Такую систему принято называть кластером Beowulf. Специально выделяют высокопроизводительные кластеры (Обозначаются англ. аббревиатурой HPC Cluster -- High-performance computing cluster). Список самых мощных высокопроизводительных компьютеров (также может обозначаться англ. аббревиатурой HPC) можно найти в мировом рейтинге TOP500. В России ведется рейтинг самых мощных компьютеров СНГ.
Системы распределенных вычислений (grid)
Такие системы не принято считать кластерами, но их принципы в значительной степени сходны с кластерной технологией. Их также называют grid-системами. Главное отличие -- низкая доступность каждого узла, то есть невозможность гарантировать его работу в заданный момент времени (узлы подключаются и отключаются в процессе работы), поэтому задача должна быть разбита на ряд независимых друг от друга процессов. Такая система, в отличие от кластеров, не похожа на единый компьютер, а служит упрощённым средством распределения вычислений. Нестабильность конфигурации, в таком случае, компенсируется большимм числом узлов.
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.
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, 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 г. 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 - система, состоящая обычно 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.
теоретические подходы и принципы формирования
кластерных структур
Неустроева Надежда Алексеевна
аспирантка, Пермский государственный технологический институт, старший преподаватель, Пермский институт экономики и финансов [email protected]
Аннотация
В данной статье рассматриваются теоретические подходы к определению кластера, даются принципы формирования и функционирования кластерных структур.
Ключевые слова: кластер, кластерная политика, зарождение кластеров, концентрация, кооперация, конкуренция, конкурентоспособность
Термин «кластер» употребляется в различных областях науки, например, таких как статистика, физика, химия, информатика, астрономия, антропология, психология и др. В экономике понятие «кластер» впервые было введено американским экономистом Майклом Портером в 1990 г., который дает следующее определение кластеру:
«Кластер - это группа географически соседствующих взаимосвязанных компаний и связанных с ними организаций, действующих в определенной сфере и характеризующихся общностью деятельности и взаимодополняющих друг друга» . М. Портер обратил внимание на то, что одна или несколько фирм, достигая конкурентоспособности на мировом рынке, распространяет свое влияние на ближайшее окружение: поставщиков, потребителей и конкурентов.
В свою очередь, успехи окружения оказывают положительное влияние на дальнейший рост конкурентоспособности данной компании. В итоге формируется «кластер» - сообщество фирм, тесно связанных отраслей, взаимно способствующих росту конкурентоспособности друг друга.
Подходы к определению понятия «кластер»
Среди отечественных ученых теоретическими аспектами проблемы формирования и функционирования кластеров занимались такие ученые, как А.А. Мигранян, Т.В. Цихан, М.А. Афанасьев, Л. Мясникова, К. Мингалева, В.П. Третьяк, Д.А. Ялов, Ю.К. Пермский, О.А.Романова, Ю.Г. Лаврикова, С.Н. Котлярова, Т.В. Миролюбова, Т.В. Карлина, Т.Ю. Ковалева, ЖА. Мингалева и др. Д.А. Ялов дает следующее определение понятию «кластер» - это сеть поставщиков, производителей, потребителей, элементов промышленной инфраструктуры, исследовательских институтов, взаимосвязанных в процессе создания прибавочной стоимости.
А.А. Мигранян считает, что «кластер» - это сосредоточение наиболее эффективных и взаимосвязанных видов экономической деятельности, т.е. совокупность взаимосвязанных групп, успешно конкурирующих фирм, которые образуют «золотое сечение» (в западной интерпретации "diamond" - «бриллиант») всей экономической системы государства и обеспечивают конкурентные позиции на отраслевом, национальном и мировом рынках. Основным принципом существования кластера А.А. Мигранян считает создание целостной системы производства высококачественного конечного товара путем включения в нее всех производственных, исследовательских, торговых, посреднических и прочих связей и производств, которые имеют какое-либо отношение к качеству конечного изделия. С точки зрения Т.В. Цихан , кластер - это сообщество фирм, тесно связанных отраслей, взаимно способствующих росту конкурентоспособности друг друга. Т.В. Цихан указывает на то, что для всей экономики государства кластеры выполняют роль точек роста внутреннего рынка, к которой начинают «пристыковываться» другие организации. Кластеры могут быть представлены регионально ограниченными экономическими образованиями, вертикальными производственными цепочками и отраслями промышленности . М. Афанасьев и Л. Мясникова главным в структуре кластера считают распространение иннова-
«кластер» -сообщество фирм, тесно связанных отраслей, взаимно способствующих росту конкурентоспособности друг друга_
для всей экономики государства
ций на всю цепочку создания стоимости и единое логистическое окно для взаимодействия с внешней средой.
М.В. Николаев и И.Е. Егорова отличают кластер от существовавших ранее производственных комплексов по наличию синергетического эффекта. По мнению В.П. Третьяка , термин «кластер» указывает на отраслевую и географическую концентрацию предприятий, которые производят и продают ряд связанных или взаимодополняемых товаров совместными усилиями. Т.В. Миролюбова определяет кластер как сеть независимых компаний (поставщики, производители и др.) и связанных с ними организаций (образовательные заведения, органы государственного управления, инфраструктурные компании), локализованных в определенном районе и взаимосвязанных между собой посредством цепочки добавления стоимости, осуществляющих экспорт своих товаров или услуг потребителям за пределы региона.
Т.Ю. Ковалева обозначает региональный астер как группу территориально локализованных внутри региона взаимосвязанных дприятий, поставщиков ресурсов, специ-изированных услуг и технологий, научно-исследовательских центров, институтов и других организаций, составляющих цепочку создания стоимости, действующих в смежных отраслях или сферах и усиливающих конкурентные преимущества друг друга и кластера в целом. Детально изучив труды современных ученых-теоретиков следует отметить, что каждым из перечисленных авторов дается собственное определение кластера. Многосторонняя трактовка данного понятия позволило нам выделить его общие признаки: концентрация географически соседствующих и взаимосвязанных предприятий; синер-гетический эффект от этого взаимодействия; общность производимой продукции; конкуренция и кооперация.
внутреннего рынка, к которой начинают «пристыковываться» _другие организации
Признаки кластера
Таким образом, обобщив вышеперечисленные понятия кластера, нами выделены следующие его сущностные признаки :
Наличие лидирующих фирм, способных иметь существенную долю на внутреннем и внешнем рынке, дополненных специализированными обслуживающими организациями;
Концентрация участников кластера на ограниченной территории, представляющей уникальные преимущества;
Наличие развитой инфраструктуры, обеспечивающей трансфер знаний и технологий;
Взаимодействие участников кластера между собой с целью выпуска продукции, конкурентоспособной на внутреннем и внешнем рынках;
Наличие внутренней конкуренции между участниками кластера;
Ускоренное распространение новшеств за счет развитой сети передачи информации;
Устойчивость хозяйственных связей фирм-участников кластерной системы;
Снижением трансакционных издержек,
Доступ к технологиям, поставщикам квалифицированной рабочей силы;
Гибкость состава и структуры, отсутствие жестких формальных ограничений и барьеров, препятствующих расширению и сужению кластера;
Открытость кластера как системы.
Таким образом, кластер - это система взаимосвязанных технологической и территориальной общностью предприятий, организаций, инфраструктурных объектов, финансовых институтов, научно-исследовательских, внед рен ческих и инвестиционных фирм, обеспечивающая оптимально функционирование всех структурных элементов на основе инновационных продуктов и технологий.По своей сущности кластер является сетевой структурой, формируемой на основе кооперации компаний в процессе создания определенного продукта.
Выделение данных подходов позволило сформулировать собственное определение кластера или кластерного объединения.
Кластер - это устойчивое территориально-отраслевое добровольное объединение предприятий, различных сфер промышленного и услугового секторов экономики, направленное на повышение их конкурентоспособности как на внутреннем, так и на внешнем рынках.
формируемой
кампании
в процессе создания определенного_
продукта
многие преимущества кластера базируются _на внешней экономике или перетекании
Кластеры представляют одну из граней ромба (родственные и поддерживающие отрасли), но лучше всего рассматривать их как проявление взаимодействий между всеми четырьмя гранями . При этом каждая из граней представляет собой непосредственную связь между собой. Это объединение позволяет кластерам влиять на конкурентную борьбу тремя способами: во-первых, посредством повышения производительности входящих в них фирм и отраслей; во-вторых, посредством повышения способности к инновациям и таким образом, к повышению производительности; и, в-третьих, посредством стимулирования новых бизнесов, поддерживающих инновации и расширяющих границы кластера. Многие преимущества кластера базируются на внешней экономике или перетекании преимуществ через разные фирмы и отрасли. (Многие преимущества кластеров относятся также к подразделениям внутри самих фирм, таким как отделы исследований и развития, производственный отдел). Таким образом, кластер можно еделить как систему взаимосвязанных фирм и организаций, значимость которых, как целого, превышает простая сумма составных частей (синергетический эффект).
Факторы, определяющие внутрикластерное взаимодействие фирм
При рассмотрении организационных механизмов внутрикластерной интеграции обозначим основные факторы, определяющие внутриклас-терное взаимодействие фирм: Во-первых, доступ к специализированным факторам производства и рабочей силе. Определение местоположения внутри кластера может обеспечить привилегированный или более дешевый доступ к таким специализированным факторам производства, как компоненты, машинное оборудование, бизнес-услуги, персонал, по сравнению с вариантами отдаленных локализаций - объединением по вертикали, формальными альянсами с внешними структурами или с «импортом» факторов производства. Таким образом, кластер представляет собой пространствен-
ную организационную форму, которая по своей внутренней сущности может быть более эффективной в отношении компоновки факторов производства - в случае доступности конкурентоспособных местных поставщиков. Во-вторых, доступ к информации. Внутри кластера, в фирмах и местных организациях, накапливаются широкие знания по маркетингу, технологиям, а также другие специализированные виды информации. Доступ к этой информации может быть лучше организован и требовать меньших затрат для фирм внутри кластера, позволяя им работать за счет этого более продуктивно и выходить на передовой уровень производительности. Подобное воздействие оказывает также и поток информации между подразделениями одной компании. Близость друг к другу, связи по поставкам и технологиям, а также наличие постоянных личных контактов и общественных связей облегчают движение потоков информации внутри кластеров.
В-третьих, взаимодополняемость. Кластер способствует повышению производительности не только путем приобретения и пригонки факторов производства, но и тем, что он обеспечивает развитие взаимодополняемости между видами деятельности участников кластера. В-четвертых, доступ к организациям и общественным благам. Кластеры создают много факторов производства, которые в противном случае были бы слишком дорогостоящими в сфере общественных или квазиобщественных товаров/ услуг.
В-пятых, стимулы и измерение производительности. Кластеры позволяют решить или смягчить негативное действие организационных проблем, возникающих в более изолированных географических регионах и в фирмах с большей интеграцией по вертикали. Кластеры повышают ценность стимулов внутри компаний для достижения более высокой производительности по нескольким причинам. Прежде всего - из-за конкурентного давления.
Таким образом, на основании 5-ти выделенных нами преимуществ межфирменного взаимодействия внутри кластера, можно говорить о том,
внутри кластера накапливаются
широкие знания_
по маркетингу,
технологиям,_
а также другие_
специализированные виды информации
прин х ст I
все участники кластера находятся в постоянном взаимодействии и обязаны соблюдать
поведения
что кластеры позволяют повысить производительность входящих в них фирм и отраслей, увеличить восприимчивость к инновациям и создавать дополнительные условия для стимулирования развития новых бизнесов. На наш взгляд, объединения промышленных предприятий, финансовых институтов, научно-исследовательских центров, государственных органов власти на основе добровольного взаимодействия формируют дополнительные преимущества (доступ к специализированным факторам производства и рабочей силе, доступ к информации, взаимодополняемость, доступ к организациям и общественным благам, стимулирование и измерение производительности) для каждого входящего в него хозяйствующего субъекта, что, в конечном счете, способствует повышению его конкурентоспособности на региональном, межрегиональном и мировом рынках. В связи с этим следует определить принципы, по которым формируются кластеры. В предложенной нами классификации принципы уппированы по трем видам: общие, системные и принципы внутрикластерного взаимодействия (см.рис. на с. 121).
Рассмотрим предложенные принципы формирования кластера по обозначенным нами группам.
Общие принципы
Первую группу составляют общие принципы:
Принцип добровольного объединения основан на добровольном объединении промышленных предприятий, научно-исследовательских центров, финансовых институтов, государственных органов власти для достижения общих целей, направленных на повышение конкурентоспособности как самих предприятий, так и кластера в целом;
Принцип территориальной локализации подразумевает взаимодействие географически близко расположенных предприятий, занимающихся родственными видами деятельности, получающие положительные эффекты от такого взаимодействия;
Принцип прогрессивности означает, что одна или несколько преуспевающих компаний оказывают положительное влияние на соседнее окру-
Рис. Принципы формирования кластера
жение, обеспечивая прогрессивное развитие всех элементов кластера;
Принцип господдержки предполагает всестороннюю поддержку федеральных и региональных органов власти в создании благоприятных условий для развития кластера;
Принцип синергетического эффекта показывает, что устойчивое партнерство взаимосвязанных предприятий и организаций имеет положительный эффект, который превышает простую сумму эффектов отдельных составляющих;
удерживать
обретенные
преимущества
делать их
Участникам системы _взаимоотношений
Принцип эффективности производства предполагает рациональное использование материальных, трудовых, финансовых ресурсов, позволяющее снизить издержки, себестоимость, увеличить рентабельность, улучшить качество конечного продукта за счет взаимовыгодных отношений предприятий кластера;
Принцип непрерывности развития характеризует способность предприятий достигать конкурентоспособности при непрерывном развитии, т.е. совершенствовании своей деятельности на основе консолидации усилий предприятий в системе кластера;
Принцип дифференциации интересов определяет взаимовыгодные отношения между субъектами кластера на основе контактов, связанных интересами поставок и приобретения, при этом
овным мотивирующим фактором каждого из быть собственные интересы.
Системные принципы
Вторая группа принципов составляет системные
ицпиып: замкнутости, предполагает, что поток, енный на удовлетворение тех или иных остей участника кластера замыкается предприятием, входящим в данную систему отношений;
Принцип относительной замкнутости подразумевает, что наряду с потоками, проходящими внутри кластера, в систему могут вливаться ресурсы из внешней среды для эффективной реализации проектов внутри кластера;
Принцип постоянных потребностей означает, что предприятие, входящей, в кластер, имеет постоянную потребность в некотором ресурсе на протяжении всего цикла своего существования;
Принцип обеспеченности ресурсами определяет, что входящие в кластер предприятия, предоставляющие ресурсы, способны удовлетворить спрос на эти ресурсы внутри кластера;
Принцип взаимовыгодных отношений говорит о том, что ресурсы внутри кластера для участников поставляются по льготным условиям;
Принцип информированности предполагает обеспечение информационной поддержкой
проекты внутри кластера, т.е. информация о происходящих изменениях в производстве, различных инновационных процессах должна быть доступна участникам кластера; - принцип общности хозяйствования определяет доступность средств производства, необходимых для реализации сложных проектов, а также гарантийные услуги финансовых структур внутри кластера для обеспечения основными и оборотными средствами предприятий участников. Таким образом, все эти принципы позволяют предприятиям объединяться в единую систему, называемую кластер. Между предприятиями с налаженными отношениями легко угадываются информационные, денежные и другие потоки. Интенсивность использования потоков говорит о силе связей внутри кластера. Оптимизация потоков ведет к усилению взаимосвязи, а значит, и взаимозависимости предприятии внутри кластера.
Принципы внутрикластерного взаимодействия
Взаимодействие на обоюдовыгодных условиях позволяет говорить о долгосрочности таких отношении и надежности партеров. Следует заметить, что взаимосвязи между двумя предприятиями одного кластера могут отслеживаться с помощью одних потоков, в то же время любое из них входит в пару с отношениями другого рода, а соответственно связь между ними будет реализовываться в иных направлениях . Все участники кластера находятся в постоянном взаимодействии, и осуществляя свою деятельность внутри кластера, предприятия обязаны соблюдать определенные правила поведения. Эти правила помогают удерживать обретенные преимущества внутри кластера, делать их доступными всем участникам системы взаимоотношений. Основополагающие принципы, регулирующие внутрикластерные взаимоотношения, составили третью группу принципов.
Принцип взаимодополняемости: цепь отношений, построенная внутри кластера, должна способствовать достижению кратчайшего срока изготовления и наименьшей себестоимости
устойчивости
взаимодействия
предприятий
внутрикластерного образования является главным, обеспечивая
развитие
региональная
прин х ст1
продукции и услуг предприятий, входящих в кластер;
Принцип сдержанной конкуренции: предприятия одной отрасли, входящие в один кластер, не должны входить в конфронтацию, а осуществлять взаимовыгодное сотрудничество, удовлетворяя потребности внутри кластера, а также поступающие в кластер извне запросы;
Принцип доступности: кластер должен поддерживать развитие отрасли путем привлечения новых идей для реализации внутренних, проектов, путем привлечения новых партнеров, предлагающих более эффективное решение внутренних задач;
Принцип всесторонних связей: организации, входящие в кластер, не только должны заботиться о собственном развитии, осуществляя поиск более выгодных партнеров, но и поддерживать горизонтальные связи внутри кластера, осуществлять поддержку проектов, направленных на развитие кластера в целом;
Принцип общности: построенные взаимоотношения между различными группами предприятий должны иметь соглашения о сотрудничестве не только закрепленные на бумаге. Руководители крупных организаций, формирующих кластер, должны разрабатывать общее направление развитие кластера, а возможно, отрасли в целом;
Принцип соответствия: деятельность крупных предприятий отрасли должна соответствовать направлению государственной политики поддержки последней;
Принцип устойчивости взаимодействий: устойчивость кластера достигается только через устойчивые взаимосвязи между его элементами.
На наш взгляд, принцип устойчивости взаимодействия предприятий внутрикластерного образования является главным, поскольку именно устойчивые взаимодействия характеризуют позитивные взаимоотношения внутри кластера, обеспечивая его прогрессивное развитие. Под устойчивым взаимодействием предприятий внутрикластерной системы ними понимается
совокупность финансовых, торговых, инновационных, инвестиционных, информационных прямых и обратных связей между участниками кластерных образований, формирующих синер-гетический эффект, обеспечивая прогрессивное развитие.
При этом под кластерным образованием мы понимаем взаимодействия хозяйствующих субъектов, характеризующиеся зарождающими устойчивыми прямыми и обратными связями в базовых сферах жизнедеятельности предприятий. Наличие такого рода взаимосвязей является обязательной характеристикой кластера. Можно сказать, что кластер - это комплекс предприятии и их устойчивых взаимоотношений, объединенных единой целью развития отрасли в конкретном (локальном) регионе.
Таким образом, необходимым условием определения кластера является выявление устойчивых взаимодействий между экономическими агентами, способствующих росту их конкурентоспособности.
Литература _
1. Афанасьев М., Мясникова Л. Мировая конкурен- _
ция и кластеризация экономики // Вопросы эко- _
номики. - 2005. - № 4. - С. 75-86.
2. Ковалева Т.Ю. Алгоритм идентификации и _
оценки кластеров в экономике региона // Вестник
Пермского университета. - 2011. - №. 4(11). - _
3. Мигранян А.А. Проблемы и перспективы разви- _
тия конкурентоспособных кластеров в Кыргыз- _
ской республике // Проблемы современной эко- _
номики. - 2007. - № 1(21).
4. Миролюбова Т.В. Концептуальные подходы к _
развитию внешнеэкономической деятельности _
региона // Вестник Пермского университета. Сер.
Экономика. - 2010. - №. 3. С. 36-48.
5. Николаев М.В., Егорова И.Е. О проблеме фор- _
мирования кластеров в российской экономике
(на примере алмазно-бриллиантового комплекса
Якутии) // Проблемы современной экономики. - _
2006. - № 3/4 (19/20).
6. Портер М. Конкуренция. Пер. с англ. - М.: _
Вильямс», 2005. - 608 с.
7. Печаткин В.В., Гаймалова С.М. Теоретические и прикладные аспекты формирования промышленных кластеров в регионах России // Промышленная политика в Российской Федерации. 2006.
- № 11. - С. 27-33.
8. Третьяк В.П. Кластеры предприятий: пути создания и результативность функционирования [Электронный ресурс] - Режим доступа: http:// ecsocman.hse.ru/text/16210559/.
9. Ялов Д.А. Кластерный подход как технология управления региональным экономическим развитием [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.compass-r.ru/magaz/3-2003/1-3-2003. htm.
10. Цихан Т.В. Кластерная теория экономического развития // Теория и практика управления. - 2003.
Nadezhda A. Neustroeva
Postgraduate Student, Perm State Institute of Technology, Senior Lecturer, Perm Institute of Economics and Finance
Theoretical approaches to cluster structure formation and principles formation thereof
his article examines theoretical approaches to the definition of clusters, gives principles of cluster structures formation and functioning. Keywords: cluster, cluster policy, emergence of clusters, concentration, cooperation, competition, competitiveness
Существует немало классификаций кластеров в зависимости от разных признаков. Вот некоторые из них.
Первой из рассматриваемых классификаций является выделение двух основных категорий кластеров, сформированных по пространственной и функциональной осям: функционально-связанные системы, которые менее ограничены строго определенными регионами обычно относятся к промышленным кластерам, тогда как пространственные группировки подобных и связанных фирм и отраслей относятся к региональным кластерам.
Промышленный кластер фокусируется на конкуренции внутри сектора. Он состоит из всевозможных действующих лиц, ресурсов и видов деятельности, которые объединяются вместе для развития, производства и продажи разнообразных типов товаров и услуг. Промышленный кластер, как правило, пространственно не привязан к какой-либо урбанизированной области. В противоположность региональному кластеру, он обладает тенденцией иметь более широкие границы, возможно охватывая весь регион или страну.
Региональный кластер - это пространственная агломерация подобной и связанной экономической деятельности, формирующая основу местной среды, способствующая переливам знания и стимулирующая различные формы обучения и адаптации. Такие кластеры, обычно, состоят из малых и средних предприятий, и центральный элемент их успеха сосредоточен в силах социального капитала и географической близости. Другая их особенность состоит в том, что фирмы менее взаимосвязаны, чем в промышленных кластерах.
По мнению К.З.Адамовой кластеры рациональнее всего разделить на следующие типы :
- 1. «Маршаллианские» кластеры - кластеры, в которых мелкие фирмы в одной и той же отрасли используют экономию от масштаба благодаря совместному (вследствие компактного расположения) использованию общих ресурсов. Типично для обувной промышленности Италии, швейных производств Турции, Индии. В настоящее время реализуется программа по формированию подобного сельскохозяйственно-пищевого кластера в Грузии.
- 2. «Ступицы и спицы» (hub-and-spoke) или «радиальные» кластеры. Такие кластеры создаются крупными сборочными предприятиями автомобильной и электронной отраслей промышленности (как, например, в Детройте или Северной Италии). Ключевая черта подобных кластеров состоит в том, что крупная фирма (одна или несколько) выполняет роль «центра», «корневого бизнеса» для региональной экономики. При этом взаимоотношения между «центром» и прочими компонентами кластера могут быть и жесткими, и слабыми. Связи обычно носят иерархический характер, с выраженно доминирующим «центром». Основой механизма существования подобных кластеров является применение субконтрактации и аутсорсинга.
- 3. «Спутниковый» кластер представляет собой совокупность компаний, ориентированных на поставку товаров, услуг и работ предприятию, внешнему по отношению к кластеру. Такой тип кластеров часто возникает в результате успешной политики привлечения в регион иностранных инвестиций (перемещение производства комплектующих). Фирмы в таких кластерах относительно независимы как от других производителей в той же технологической цепочке, так и от конкурентов в регионе. В то же время конкуренция между «спутниками» ограничена, в том числе и потому, что они зачастую производят различные виды продукции.
- 4. «Прикованный к государству» кластер (англ. state anchored cluster) - кластер, в котором экономическая активность в регионе привязана к государственному предприятию, такому, как военная база, оборонный завод, университет, или органу государственного управления, связанного с государственным (оборонным) заказом.
Следующая классификация основана на принципе образования кластера и подразделяет последние на два основных типа.
К первому относятся технокластеры (techno clusters), ориентированные на высокие технологии и создаваемые на базе ведущих университетов и исследовательских центров (как научно-промышленный парк Hsinchu в сфере компьютерных технологий во всемирно известной Силиконовой Долине в Калифорнии). Это,т.н. кластеры «от ВУЗа».
Ко второму типу - кластеры, исторически сложившиеся на более традиционных (часто специфически отраслевых) видах деятельности и имеющие определенные преимущества именно за счет ноу-хау (historic knowhow-based clusters). Это кластеры «от предсприятия».