Виды кластеров в экономике. Типы кластеров

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.

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.

Высокопроизводительный кластер (группа компьютеров)

Компьютерный кластер - это группа компьютеров объединённых между собой высокоскоростными линиями связи, которые совместно обрабатывают одни и те же запросы и представляются со стороны пользователя как единая вычислительная система.

Главные свойства кластеров

Кластеры состоят из нескольких компьютерных систем;

Они работают как одна вычислительная система (не все);

Кластер управляется и представляется пользователю как одна вычислительная система;

Зачем нужны кластеры

Кластеры можно использовать в разных целях. Кластеры могут создавать отказоустойчивые системы, могут служить для повышения производительности компьютерного узла, а могут быть использовании для трудоёмких вычислений.

Какие бывают кластеры

Отказоустойчивые кластеры

Подобные кластера создают для обеспечения высокого уровня доступности сервиса представляемого кластером. Чем больше количество компьютеров входящих в кластер, тем меньше вероятность отказа представляемого сервиса. Компьютеры, которые входят в кластер, разнесённые географически, так же обеспечивают защиту от стихийных бедствий, террористических атак и других угроз.

Данные кластера могут быть построены по трём основным принципам

• кластеры с холодным резервом - это когда активный узел обрабатывает запросы, а пассивный бездействует, и просто ждёт отказа активного. Пассивный узел начинает работать только после отказа активного. Кластер, построенный по данному принципу, может обеспечить высокую отказоустойчивость, но в момент выключения активного узла, запросы обрабатываемые им в этот момент могут быть утеряны.
• кластер с горячим резервом - это когда все узлы системы совместно обрабатывают запросы, а в случае отказа одного или нескольких узлов, нагрузка распределяется между оставшимися. Данный тип кластера можно так же назвать кластер распределения нагрузки о котором мы поговорим далее, но с поддержкой распределения запросов при отказе одного или нескольких узлов. При использовании данного кластера, так же есть вероятность потери данных, обрабатываемых узлом, который дал сбой.
• кластер с модульной избыточностью - это когда все компьютеры кластера обрабатывают одни и те же запросы параллельно друг другу, а после обработки берётся любое значение. Подобная схема гарантирует выполнение запроса, так как можно взят любой результат обработки запроса.

Кластер распределения нагрузки

Эти кластера создают в основном для повышения производительности, но их можно использовать и для повышения отказоустойчивости, как в случае с отказоустойчивым кластером горячего резерва. В данных кластера запросы распределяются через входные узлы на все остальные узлы кластера.

Вычислительные кластеры

Данный тип кластеров, используется как правило в научных целях. В данных системах, задача разбивается на части, параллельно-выполняемые на всех узлах кластера. Это позволяет существенно сократить время обработки данных по сравнению с одиночными компьютерами.

Модернизация предприятий в современных условиях реализуется с помощью государства и определяет приоритеты и направления модернизации как всей системы предприятий, так и производительных комплексов, отраслей, отдельных предприятий. В настоящее время существует потребность в определении и реализации приоритетов развития промышленного комплекса, на которых будут сосредоточены усилия государства и бизнеса, впоследствии определяющие конкурентоспособность и эффективность экономики на современном этапе развития. Одним из важнейших направлений структурной модернизации промышленности является ее развитие на основе кластеризации .

Главная отличительная черта кластера - инновационная ориентированность. Инновация - изюминка кластера . Опираясь на прорывы в научно-технологической сфере и интеллектуализацию основных факторов производства развитые страны, взявшие на вооружение политику кластеризации своих экономик, смогли обеспечить прирост ВВП в диапазоне от 75 до 90%. Другая особенность кластера - пространственная расположенность . В условиях ужесточения конкуренции между странами и регионами за инвестиции и размещение наиболее перспективных видов деятельности на своей территории стало очевидно, что уникальные конкурентные преимущества формируются не на национальном уровне, а на уровне конкретных бизнесов, функционирующих на территории регионов, где высока концентрация взаимосвязанных отраслей.

По мнению экономистов, такие региональные инновационно-промышленные кластеры имеют ряд преимуществ перед традиционными индустриально-отраслевыми формами организации бизнеса.

• Во-первых, важное значение имеет сложившаяся в регионе устойчивая система распространения новых технологий, знаний, продукции, так называемая технологическая сеть, которая опирается на совместную научную базу.
• Во-вторых, предприятия кластера имеют дополнительные конкурентные преимущества за счет возможности осуществлять внутреннюю специализацию и стандартизацию, минимизировать затраты на внедрение инноваций.
• В-третьих, наличие в системе инновационно-промышленных кластеров гибких предпринимательских структур - малых предприятий, конкурирующих в процессе производства креативных идей, позволяет нащупывать инновационные точки роста экономики региона.
• В-четвертых, региональные промышленные кластеры чрезвычайно важны для развития малого предпринимательства: они обеспечивают малым фирмам высокую степень специализации при обслуживании конкретной предпринимательской ниши, так как при этом облегчен доступ к капиталу промышленного предприятия, прочим ресурсам а также активно происходит обмен идеями и передача знаний от специалистов к предпринимателям.

Эффективность кластерного подхода определяется также тем, что преодолевается узкоотраслевое видение экономики региона. В отличие от отраслевого подхода, по сути деформирующего конкуренцию за счет лоббирования интересов отдельной отрасли или компании и, как следствие, «перетекания» выгод в одну из отраслей, кластеризация позволяет сформировать комплексный взгляд на государственную политику развития региона с учетом потенциала региональных экономических субъектов.

В конечном итоге развитие экономики регионов по пути кластеризации позволяет увеличить приток капиталов и технологий, прямых инвестиций, которые привносят в регион кроме финансовых средств и новые технологии, и интеллектуальные ресурсы, и управленческие навыки, и всемирно известные торговые марки.

В последнее время кластерная политика стала широко обсуждаться в рамках Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), Всемирной торговой организации (ВТО). Особое внимание уделяет ей Евросоюз, рассматривающий кластерную политику в качестве ключевого инструмента повышения инновационного потенциала и конкурентоспособности входящих в него стран. В частности, взят курс на формирование общеевропейской модели, которая будет стимулировать и дополнять национальные и региональные инициативы, включая развитие кооперации между кластерами.

Идеи о преимуществах сетевой организации бизнеса в промышленности возникли достаточно давно. Одной из самых ранних работ в этой области была книга Альфреда Маршала «Принципы экономики», вышедшая в конце XIX века, где приводились исследования промышленных районов Великобритании. Хотя в его книге и не фигурируют современные специальные термины, однако ясно, что в ней фактически рассматривается кластер с достаточно обширным межфирменным разделением труда. Более ста лет назад Маршал обратил внимание на синергетический эффект, достигаемый при объединении и повышении специализации малых предприятий.

Феномен кластеров впервые был подробно изучен известным ученым Майклом Портером при исследовании условий развития и деятельности 100 наиболее конкурентоспособных группировок крупных, средних и множества малых предприятий, расположенных в различных странах мира. Такие группировки предприятий одной отрасли формируются потому, что одна или несколько крупных фирм, достигая конкурентоспособности на мировом рынке, распространяет свое влияние и деловые связи на ближайшее окружение, постепенно создавая устойчивую сеть из лучших поставщиков и потребителей. В свою очередь, успехи такого окружения оказывают положительное влияние на дальнейший рост конкурентоспособности всех участников этой группировки компании. Такие образования и есть кластеры. Причем такая совокупность, сочетая свойства отдельных ее элементов в процессе их взаимодействия, приобретает новые качества, которые особенно ярко и разносторонне проявляются в кластерах, образованных субъектами экономической деятельности.

Таким образом, кластер - это сообщество экономически тесно связанных и близко расположенных фирм смежного профиля, взаимно способствующих общему развитию и росту конкурентоспособности друг друга. Преимущественно это неформальные объединения крупных лидирующих фирм с множеством средних и малых предприятий, создателей технологий, связующих рыночных институтов и потребителей, взаимодействующих друг с другом в рамках единой цепочки создания стоимости, сосредоточенных на ограниченной территории и осуществляющих совместную деятельность в процессе производства и поставки определенного типа продуктов и услуг. Роль крупного бизнеса в процессе образования кластеров заключается в привлечении малых и средних предприятий для налаживания производства на основе тесной кооперации и субконтрактационных связей при активном деловом и информационном взаимодействии. Это способствует развитию всех участников кластера и обеспечивает им конкурентные преимущества по сравнению с другими обособленными предприятиями, не имеющими столь крепких взаимосвязей.

В целом различаются три основных вида кластеров :

• кластеры с регионально ограниченной формой экономической деятельности внутри родственных секторов, обычно привязанные к тем или иным научным учреждениям (НИИ, университетам и т.д.);
• кластеры с вертикальными производственными связями в узких сферах деятельности, образованные вокруг головных фирм или сети основных предприятий, охватывающих процессы производства, поставки и сбыта;
• отраслевые кластеры в различных видах производства с высоким уровнем агрегации (например, «химический кластер») или на еще более высоком уровне агрегации (например, «аэрокосмический кластер»).

Среди основных характерных особенностей кластеров , комбинации которых в той или иной мере свойственны любому из них, можно выделить следующие:

• географическая (когда построение кластеров четко связано с определенной территорией, начиная от местных кластеров (плодоконсервный) до подлинно глобальных, например, аэрокосмический кластер);
• горизонтальная (когда несколько отраслей/секторов могут входить на равных правах в более крупный кластер);
• вертикальная (характеризует кластеры с иерархической связью смежных этапов производственного или инновационного процесса);
• латеральная (отражает объединение в кластер разных секторов одной отрасли, которые обеспечивают экономию за счет эффекта масштаба, что приводит к новым возможностям);
• технологическая (отражает совокупность производств, связанных одной и той же технологией);
• фокусная (представляет кластер фирм, сосредоточенных вокруг одного центра - лидирующего крупного предприятия, НИИ или университета);
• качественная (определяет кластер фирм, совершенствующихся во всех сферах взаимодействия, способствуя повышению конкурентоспособности каждого члена и тем, усиливая экономическое положение всего сообщества).

Новые отношения внутри кластера стимулируют инновационную деятельность, способствуют развитию прогрессивных технологий и совершенствованию всех этапов совместной экономической деятельности. Происходит свободный обмен информацией и быстрое распространение новшества по каналам поставщиков или потребителей, имеющих контакты с многочисленными конкурентами. Взаимосвязи внутри кластера ведут к разработке новых путей в обретении конкурентных преимуществ и порождают совершенно новые возможности. Множество предприятий в составе кластера в процессе развития взаимодействия и сближения интересов постепенно преодолевают разобщенность, инертность и замкнутость на внутренних проблемах, что благотворно влияет на рост их технического уровня и конкурентоспособности.

Наличие кластеров позволяет национальным отраслям развивать и поддерживать свое конкурентное преимущество, не уступая их даже технически более развитым странам. Все фирмы из кластера взаимосвязанных отраслей осуществляют инвестиции в специализированные исследования, в развитие родственных технологий, в информацию, в развитие инфраструктуры и в человеческие ресурсы, что проявляется в синергетическом эффекте и позволяет малому предпринимательству выстоять в обостренной конкурентной борьбе на глобализированных рынках. В рамках государства кластеры выполняют роль точек роста внутреннего рынка и обеспечивают продвижение производимых ими товаров и услуг на международные рынки. Это способствует повышению международной конкурентоспособности страны в целом благодаря ряду преимуществ, присущих кластерной форме взаимодействия крупных, средних и малых предприятий по всем направлениям деловых связей. Являясь точками экономического роста, кластеры становятся объектом крупных капиталовложений, на которых сосредоточено пристальное внимание правительства и местных администраций.

Кластеры имеют повышенный экономический и инновационный потенциал . Это объясняется передачей по технологическим цепочкам товаров с высокой потребительской ценностью, а также иных конкурентных преимуществ по отношению к предприятиям-смежникам, что заставляет поднять качество поставляемых им полуфабрикатов и этим повысить конкурентоспособность. Обостренная конкуренция фирм кластера на внутреннем рынке и за рубежом выливается в совместную экспансию. Фирмы кластера благодаря тесному взаимодействию становятся носителями одной и той же коммерческой идеи, обеспечивающей преимущественное положение на внутренних и внешних рынках. Это, например, повышение использования знаний или создание новых сетей сотрудничества внутри кластеров с целью повышения конкурентоспособности и освоения новых рыночных ниш.

Особое значение кластерный подход имеет для малых предприятий. Некоторые исследователи видят единственный способ сохранения малых фирм в условиях глобализации и возрастающей международной конкуренции в объединении их в кластеры.

Основой программ ЮНИДО по развитию кластеров предприятий является понимание того, что эти предприятия могут играть решающую роль в экономическом развитии развивающихся странах. Однако, их роль часто не может быть реализована из-за ограничений, связанных с размером предприятий. Зачастую, малые предприятия не могут удовлетворить потребности рынка, который нуждается в большем количестве продукции, следовании стандартам и в регулярных поставках. Развитие кластеров малых предприятий может осуществляться спонтанно или организованно. Большинство контрактов заключается региональными фирмами с одними и теми же поставщиками и потребителями. Это стихийно формирует некий круг взаимосвязанных предприятий-партнеров, работающих в местных цепочках. Успешное создание кластеров возможно даже в том случае, если предприниматели никогда ранее не имели деловых контактов между собой.

Выделяют две основные модели , в рамках которых осуществляется кластерная политика - либеральную и дирижистскую . Либеральная кластерная стратегия характерна для тех стран, которые по традиции проводят либеральную экономическую политику и многое отдают на откуп рынку. Это США, Великобритания, Австралия и Канада. Дирижистскую кластерную политику, соответственно, проводят власти тех стран, которые активно вовлечены в экономическую жизнь страны. Среди них, например, Франция, Корея, Сингапур, Япония, Швеция, Финляндия, Словения.

Быстро развивающийся рынок все более подвержен влиянию международных тенденций к созданию и развитию кластерных систем , как одного из механизмов повышения конкурентоспособности предприятий. Анализ методологических подходов к разработке национальных систем кластеризации ряда зарубежных стран позволяет сделать общий вывод о том, что все они отражают попытки стран в течение последних десятилетий найти в международном масштабе единый подход к эффективному развитию экономики. Из анализа методологических подходов к разработке национальных кластерных систем ряда стран следует, что решение проблемы кластерного подхода к развитию экономики необходимо осуществлять с учетом ее специфики.

В целом процесс создания кластеров представляется следующим образом:

• аудит региональной экономики : изучение кластерного подхода с целью лучшего понимания экономического развития и селекции кластеров;
• аудит политики : анализ потенциала кластерного подхода в различных регионах и его гармонизация с существующими общими экономическими подходами;
• дизайн кластерной политики : анализ дизайна кластерной политики, каковы обязательства частного и госсектора в реализации кластерного подхода и каковы механизмы адаптации политики на протяжении времени;
• внедрение/реализация кластерной политики : обзор и исследование различных типов мероприятий, применяемых в различных кластерах и пути реализации этих мер;
• мониторинг и оценка : мониторинг и оценка кластерной политики, особых препятствий, связанных с ними и основных решений, направленных на их преодоление.

Говоря о влиянии кластеров на национальную экономику, можно отметить, что, например, в экономике США более 32% занятости, не включая бюджетный сектор, обеспечивают кластеры. В экономике Швеции, в кластерах занято 39% работоспособного населения, не включая бюджетников. Производительность труда в таких секторах выше среднестрановой на 44%. Более того, как утверждают в Гарвардской школе бизнеса, кластерный сектор является главной движущей силой развития секторов, которые обслуживают локальный рынок. Но главным является следующее: чем больше развиты кластеры в отдельной стране, тем выше в этой стране уровень жизни населения и конкурентоспособность предприятий.

Основа кластеризации промышленности территории - модернизационный процесс, базирующийся на инновациях. Структурно он охватывает технические, технологические, организационно-управленческие и институциональные нововведения.

Мировой опыт показывает, что создание кластеров - затратный процесс , в котором примерно половину финансирования принимает на себя государство (за счет федерального и регионального бюджетов). Но это не исключает развитие новых механизмов финансирования. Например, возможно привлечение банками средств населения с длительными сроками заимствования, а также развитие механизмов аутсорсинга, субконтрактинга.

Для организации промышленных кластеров необходимо наличие на территории крупных современных исследовательских университетов, способных составить конкуренцию зарубежным образовательным учреждениям на рынке образовательных услуг и инновационных разработок.

Преимущества кластерной промышленной политики многообразны. В результате ее реализации администрации территорий лучше видят сильные и слабые стороны промышленного развития, усиливается их партнерский диалог с бизнесом, диверсифицируется региональная экономика. Все это ведет к росту числа налогоплательщиков и налогооблагаемой базы, снижению зависимости бюджетов от отдельных бизнес-групп. Кластерный подход сулит выгоду и бизнесу: он более полно использует кадровый потенциал и инфраструктуру территории, имеет доступ к исследованиям и рекомендациям научных центров, благодаря которым снижаются издержки, обеспечивается выход на новые рынки.

В статье рассматриваются особенности типологии кластеров, формирующихся в российских условиях. Кластеризация экономики территориального уровня представляется в качестве одного из перспективных направлений развития регионов, муниципальных образований, городов и городских агломераций. Автором выделено пять базовых типов кластеров, формирующихся в регионах России, в том числе: промышленный, инновационный, туристический, образовательный, инфраструктурный. Обоснованы условия и ограничения кластеризации региональной экономики. В частности, обосновывается положение, что политика выравнивания территорий в социально-экономическом плане должна касаться обеспечения подъема и приоритетного развития именно тех отраслей, которые присущи местной территории, и только на этой базе предлагается развивать иные направления и формы экономической деятельности, в том числе на кластерной основе. Особое внимание уделено университетскому и инфраструктурному кластерам с учетом их высокого потенциала межкластерного взаимодействия. В частности, отмечено, что миссия инфраструктурных кластеров не ограничивается только выполнением непосредственных функций обслуживания экономики и населения региона, но она касается задач формирования комфортной среды и улучшения качества жизни.

развитие регионов

финансовые потери

межкластерное взаимодействие

кластеризация экономики

1. Болл С. В. и др. Фармацевтический кластер в России: особенности формирования и перспективы развития. – М.: Инновационный фонд «РОСИСПЫТАНИЯ», 2011. – 224 с.

2. Лукин М.В. Административно-управленческие механизмы социально-экономического развития регионов и муниципальных образований. – СПб.: Арт-Экспресс, 2013. – 346 с.

3. Портер, М. Конкуренция / Пер. с англ.: Уч. пос. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 610 с.

5. Чернышов С. Гора родила мышь // Эксперт-Сибирь. – 2012. – № 41. – С.16-17.

В современных условиях в мировой экономике, с учетом усложнения связей и взаимодействия экономических субъектов, происходит процесс перехода от доминирования экономических институтов, характеризующихся жесткими формами субординации и владения собственности (наиболее распространенными из которых являются компании холдингового типа) к более гибким мобильным (по динамике и масштабу деятельности) структурам, причем наиболее популярными из них являются кластеры .

По мнению М. Портера, процесс кластеризации первоначально носил стихийный характер: предприятия и организации какой-то одной отрасли или близких видов экономической деятельности стремятся располагаться на какой-то одной территории, что позволяет им поддерживать деловые контакты, обмениваться полезной информацией, отстаивать и лоббировать свои профессиональные интересы . Не случайно, одним из первых объектов, определенных М. Портером как кластер, была группа малых и средних предприятий итальянских обувщиков. В этом плане кластеры напоминают средневековую гильдию ремесленников с ее нормами, правилами взаимодействия и своеобразной субкультурой.

Вместе с тем в последующие годы кластеры становятся не только стихийно организованными группами предприятий и организаций, но и целенаправленным и достаточно эффективным инструментом государственной экономической политики. В частности, данная форма организации в ряде стран стала применяться как основной инструмент новой экономической политики (Великобритания, КНР, Финляндия США, и др.), а в ряде случаев и в виде антикризисной стратегии (Канада).

Кластеризация экономики территориального уровня в современных условиях выступает в качестве одного из перспективных направлений развития регионов, муниципальных образований, городов и городских агломераций. В настоящее время контуры кластерной политики сводятся к четырем основным типам кластеров.

К первому типу относятся промышленные кластеры. Как правило, они концентрируются на базе совокупности предприятий и организаций одной отрасли, обеспечивая реализацию той или иной «цепочки ценностей», заканчивающейся производством и реализацией конечной продукции. На рис. 1 представлены две возможные цепочки ценностей (для автомобильной и лесной отраслей), составляющие возможное «продуктовое обоснование» кластеризации экономики того или иного региона.

Рассматривая промышленные кластеры для разных цепочек ценностей, можно сделать вывод, что в каждом конкретном случае состав участников данного партнерства предприятий может быть разнообразным, хотя его основу («ядро кластера»), как правило, составляют организации НИОКР, промышленного производства и сбыта продукции.

Рис. 1. Примерные «цепочки ценностей», составляющие «продуктовое обоснование» кластеризации территориальной экономики в двух отраслях

Диапазон критериев выделения промышленных кластеров в российской практике значителен. Так, рядом специалистов в качестве кластера объявляется автомобильный комплекс Санкт-Петербурга, исходя из наличия в городе и в прилегающих к мегаполису районах Ленинградской области нескольких автомобильных производств (Форд, Тойота, Ниссан и др.). Однако подобный комплекс на данном этапе, по мнению автора, не является кластером, поскольку в Санкт Петербурге практически отсутствуют НИИ и КБ, ориентированные на разработку новых автомобилей и их узлов, нет университета, выпускающего специалистов для автопрома, в зачаточном состоянии находится сектор производства комплектующих изделий для автопрома. И, наконец, в городе отсутствует особая, своеобразная «автомобилецентрированная» культура (предусматривающая телевизионные передачи, профессиональные и любительские конкурсы), соревнования профессионалов и любителей и т.п. Называть Санкт-Петербург «Русским Детройтом» пока преждевременно.

Поэтому правильнее оставить для группы смежных предприятий автомобильной промышленности Санкт-Петербурга понятие комплекс или «протокластер», как начальная стадия по мере формирования необходимых атрибутов, преобразующаяся в кластер. В России, например, полноценный автомобильный кластер сформирован в г. Тольятти. Более взвешенную оценку возможности кластеризации собственной промышленности высказало руководство Ивановской области, считающее, что для организации полноценного текстильного кластера потребуется не менее 20 лет.

Ко второму типу кластеров следует отнести инновационный кластер. Следует подчеркнуть, что инновационные кластеры могут фактически представлять особые экономические зоны с инновационно-внедренческой направленностью и технополисы. В Российской Федерации подобные кластеры формируются на базе малых городов с высоким инновационным потенциалом. Примерами подобных городов являются г. Зеленоград в Подмосковье, г. Сосновый Бор в Ленинградской области. К этой же категории можно, в частности, отнести города со статусом ЗАТО (ранее относящиеся к категории так называемых закрытых городов или «почтовых ящиков»), имеющим комплекс предприятий и организаций стратегических отраслей.

Вторым вариантом формирования инновационного кластера является его позиционирование как особой экономической зоны инновационно-внедренческого типа. Как правило, эффективность подобных кластеров зависит от изначального потенциала университетов или научно-исследовательских организаций, на базе которых формируется особая экономическая зона или инновационный кластер. Не случайно, высказываются сомнения в эффективности, по крайней мере, на начальном этапе широко разрекламированного проекта инновационного комплекса «Сколково» (состоящего сразу из пяти формирующихся кластеров) по аналогу Кремниевой долины (Silicon Valley) в США.

Однако в отличие от аналога, в котором ведущую роль, особенно на начальном этапе, имел Стэнфордский университет, исходным элементом Сколково является лишь бизнес-школа. Характерно, что попытки формирования особых экономических задач в городах с изначально низким инновационным потенциалом, выразившиеся в образовании особых экономических зон, себя не оправдали. Как показала проверка, проведенная Счетной Палатой РФ и Минэкономразвития, при имеющейся на настоящее время отдаче от этих зон, за редким исключением, вложенные в их создание бюджетные средства окупятся не ранее чем через полторы тысячи лет . Отметим, что неравнозначный эффект успешности функционирования инновационных комплексов был отмечен и по итогам государственной программы, реализуемой с 1980 г. в Японии по созданию сети технополисов преимущественно в наиболее отсталых сельскохозяйственных провинциях. Из подобных примеров следует сделать вывод, что формирование инновационных кластеров более перспективно в тех районах, где есть изначально более высокий потенциал для проведения инновационной деятельности. А политика выравнивания территорий в социально-экономическом плане должна касаться обеспечения подъема и приоритетного развития именно тех отраслей, которые присуще местной территории. И лишь на этой базе можно развивать иные направления и формы экономической деятельности.

Третью группу составляют туристические кластеры. Отметим, что их формирование, несомненно, требует не только наличия в определенном районе естественных предпосылок для развития туризма, но и значительных усилий по формированию благоприятной инфраструктуры. Особенностью, присущей туризму, как экономическому виду деятельности, является наличие ощутимого мультипликативного эффекта, выражающегося в том, что на одно рабочее место в туристических организациях (непосредственно обеспечивающих предоставление туристических услуг) приходится в среднем 6-7 мест в организациях обслуживающей инфраструктуры (отельном бизнесе, транспортном обслуживании, организациях сферы питания, здравоохранения, рекреации, экологического сервиса, обеспечении безопасности и пр.). Следует отметить, что ввиду разнообразия регионов России, почти в каждом из них имеются существенные предпосылки для организации местного туризма разнообразного типа (рекреационного, лечебно-оздоровительного, религиозно-паломнического, экстремального, рыболовно-охотничьего, бизнес-туризма и пр.), однако, основным сдерживающим фактором выступает дефицит объектов инфраструктуры.

Особую группу кластеров составляют так называемые «инфраструктурные кластеры». Отметим, что наличие инфраструктуры обязательно для успешного функционирования любой социально-экономической системы. Более того, одним из условий успешного функционирования и развития кластера любого типа является наличие эффективно работающей инфраструктуры, скоординированная деятельность компонентов которой позволяет резидентам кластера существенно снизить свои издержки. Отметим, что эффективно работающая инфраструктура - один из важнейших мотивирующих факторов членства в составе кластера его потенциальных резидентов.

Вместе с тем связность и скоординированность действий элементов инфраструктуры далеко не всегда проявляется на практике, приводя к многочисленным нестыковкам и потерям из-за межведомственной разобщенности. Отметим, что связность инфраструктуры особенно важна для следующих типов территорий и поселений:

1) новые городские районы и поселения, использующие концепцию комплексного освоения территории, основанную на создании не только жилищной сферы, но и комфортной социальной среды, удобного транспортного обеспечения;

2) города и иные городские поселения, реализующие концепцию «умного города», предусматривающего применение интеллектуальных технологий, обеспечивающих выполнение задач от управления деятельностью всего комплекса городских служб до дистанционного управления посредством мобильного телефона системой энергетического и бытового обеспечения домохозяйства (например, на базе технологической платформы «Urban OS», разрабатываемой международной компанией «Living Plan IT» ;

3) города и городские поселения, находящиеся в сложных природно-климатических условиях. В данном случае основной комплекс предприятий, обслуживающих обширную территорию с находящимися на ней отдельными поселениями, может базироваться в центре городского округа. Согласимся с теми авторами, которые считают, что в ряде городов Крайнего Севера, с учетом свертывания других видов экономической деятельности, такая отрасль инфраструктуры, как ЖКХ, поддерживающая жизнедеятельность поселений, выполняет территориально-образующие или градообразующие функции .

Таким образом, роль инфраструктурных кластеров не ограничивается только выполнением непосредственных функций обслуживания экономики и населения региона, но она касается задач формирования комфортной среды и улучшения качества жизни.

Пятым типом кластеров выступают университетские комплексы или образовательные кластеры, особенностями которых, наряду с предоставлением образовательных услуг, выступает разработка инновационных продуктов (товаров, работ и услуг) при участии преподавателей, студентов и аспирантов. В принципе, такой образовательный кластер в перспективе может стать важным системообразующим элементом развития территории.

Следует отметить, что представленная выше типология характеризует базовые кластеры, однако типология кластеров может быть дополнена за счет эффектов межкластерного взаимодействия. Данный эффект проявляется в том, что кластеры в целом или их отдельные резиденты (предприятия и организации) могут взаимодействовать с кластерами других типов. В частности, подобное взаимодействие может приводить к созданию принципиально новой конкурентоспособной продукции (за счет синергетического эффекта). Наибольшими возможностями к межкластерному взаимодействию располагают, естественно, образовательные и инфраструктурные кластеры, в определенной степени способные выполнять обеспечивающие функции для любого кластера.

Таким образом, типология кластеризации экономики России строится на формировании базовых типов кластеров (промышленного, инновационного, туристического, инфраструктурного, образовательного) и тех видов кластерно организованных групп предприятий и организаций, кооперирующихся на основе межкластерного взаимодействия.

При этом отметим необходимость кластерной координации инфраструктурных предприятий, обеспечивающих не только выполнение каждой отраслью и предприятиями своих непосредственных функций, но и за счет координации усилий (эффекта кластера), обеспечивающих снижение финансовых потерь и рост качества жизни.

Рецензенты:

Дроздов Г.Д., д.э.н., профессор, заведующий кафедрой «Менеджмент таможенного и страхового сервиса» ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный экономический университет», г. Санкт-Петербург.

Макаров А.Д., д.э.н., д.ю.н., профессор, профессор кафедры прикладной экономики и маркетинга Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург.

Не случайно, наибольшее распространение городские округа как форма муниципальной организации получили именно в северных регионах России.

Библиографическая ссылка