Cách xây dựng bản đồ công nghệ nghiên cứu

Cấu trúc hữu ích hơn là giai đoạn nghiên cứu → nhiệm vụ → năng lực cần có → công nghệ hỗ trợ → đầu ra → điểm chuyển giao. Khi các quan hệ này được đặt trên cùng một bản đồ, nhóm nghiên cứu có thể nhìn thấy không chỉ công cụ đang sử dụng mà cả những khoảng trống, điểm trùng lặp và điểm đứt gãy giữa các công nghệ.

Điều quan trọng là không có một số lượng giai đoạn cố định phù hợp với mọi lĩnh vực. Nghiên cứu thực nghiệm, nghiên cứu tính toán, nghiên cứu xã hội hay nghiên cứu lâm sàng có các quy trình khác nhau. Vì vậy, bản đồ phải bắt đầu từ vòng đời nghiên cứu thực tế của dự án hoặc tổ chức, sau đó mới gắn công nghệ vào từng phần của vòng đời đó.

Xác định các giai đoạn nghiên cứu trước khi chọn công nghệ

Sai lầm thường gặp khi lập bản đồ là bắt đầu từ những công cụ đang có: phần mềm phân tích, hệ thống quản lý dữ liệu, thiết bị đo, nền tảng điện toán hoặc kho lưu trữ. Khi đó, cấu trúc bản đồ dễ bị quyết định bởi công nghệ thay vì bởi nhu cầu nghiên cứu.

Trình tự nên được đảo lại. Trước tiên, hãy mô hình hóa vòng đời nghiên cứu dưới dạng một chuỗi giai đoạn có đầu vào, công việc và đầu ra tương đối rõ ràng.

Một mô hình tổng quát có thể gồm:

Đây chỉ là khung khởi đầu. Một nghiên cứu thuần tính toán có thể gộp khâu chuẩn bị nguồn lực và thu thập dữ liệu, trong khi một nghiên cứu phòng thí nghiệm có thể phải tách quản lý mẫu, vận hành thiết bị và kiểm soát chất lượng thành các giai đoạn riêng.

Ranh giới giữa hai giai đoạn nên được đặt tại nơi xuất hiện một đầu ra đủ rõ để trở thành đầu vào của công việc tiếp theo. Chẳng hạn, dữ liệu thô được tạo ra bởi thiết bị là đầu ra của quá trình thu thập nhưng lại là đầu vào của quá trình tiền xử lý.

Cách phân chia này quan trọng vì các điểm chuyển giao thường chính là nơi phát sinh vấn đề công nghệ: chuyển tệp thủ công, thay đổi định dạng, mất metadata, nhập lại dữ liệu hoặc không thể truy ngược phiên bản đã sử dụng.

Mô tả nhiệm vụ, đầu vào và đầu ra của từng giai đoạn

Chỉ ghi tên các giai đoạn vẫn chưa đủ để ánh xạ công nghệ. Hai nhóm nghiên cứu có thể cùng gọi một bước là “phân tích dữ liệu”, nhưng một nhóm cần xử lý vài bảng dữ liệu nhỏ trong khi nhóm khác cần pipeline tính toán phân tán với hàng terabyte dữ liệu. Công nghệ cần thiết sẽ hoàn toàn khác nhau.

Vì vậy, mỗi giai đoạn cần được phân rã thành những nhiệm vụ có thể quan sát được.

Với mỗi nhiệm vụ, nên xác định:

·         Mục tiêu mà nhiệm vụ phải đạt được

·         Đầu vào mà nhiệm vụ tiếp nhận

·         Hoạt động chính được thực hiện

·         Đầu ra hoặc hiện vật nghiên cứu được tạo ra

·         Dữ liệu và định dạng dữ liệu liên quan

·         Người hoặc hệ thống chịu trách nhiệm

·         Điểm chuyển giao sang nhiệm vụ tiếp theo

·         Rủi ro nếu nhiệm vụ hoặc chuyển giao bị lỗi

Ví dụ, thay vì ghi đơn giản “phân tích dữ liệu”, bản đồ có thể mô tả một chuỗi cụ thể hơn:

Dữ liệu thô → kiểm tra chất lượng → làm sạch → chuẩn hóa → phân tích → trực quan hóa → tạo kết quả

Khi chuỗi công việc đã rõ, nhu cầu công nghệ bắt đầu xuất hiện tự nhiên. Kiểm tra chất lượng cần khả năng phát hiện lỗi và ghi nhận tiêu chí kiểm tra. Làm sạch cần khả năng biến đổi dữ liệu có thể truy vết. Phân tích cần môi trường tính toán và thư viện phương pháp. Tái lập kết quả lại cần quản lý phiên bản của mã, dữ liệu và môi trường thực thi.

Cách mô tả này cũng làm rõ một điểm thường bị bỏ qua: công nghệ không chỉ hỗ trợ hoạt động chính mà còn phải hỗ trợ việc chuyển giao đầu ra giữa các hoạt động. Một công cụ phân tích rất mạnh vẫn có thể tạo ra một điểm yếu của hệ thống nếu dữ liệu phải được xuất thủ công sang định dạng mà công cụ tiếp theo không đọc được.

Do đó, đơn vị thực sự cần lập bản đồ không phải là “phần mềm” mà là quan hệ giữa công việc nghiên cứu và năng lực công nghệ cần để thực hiện công việc đó.

Gắn công nghệ theo năng lực thay vì theo tên công cụ

Sau khi các nhiệm vụ đã được xác định, bước tiếp theo chưa phải là điền tên sản phẩm. Trước hết cần xác định năng lực công nghệ mà từng nhiệm vụ yêu cầu.

Có thể sử dụng chuỗi:

Giai đoạn → Nhiệm vụ → Năng lực cần thiết → Nhóm công nghệ → Công cụ cụ thể

Ví dụ, ở giai đoạn thiết kế nghiên cứu, một nhiệm vụ có thể là quản lý phiên bản của giao thức thí nghiệm. Năng lực cần thiết lúc này là ghi chép có cấu trúc, lưu lịch sử thay đổi và truy xuất phiên bản. Một sổ tay phòng thí nghiệm điện tử — Electronic Laboratory Notebook (ELN) — là một nhóm công nghệ có thể đáp ứng nhu cầu đó.

Tương tự:

Tách “năng lực” khỏi “công cụ” mang lại hai lợi ích.

Thứ nhất, bản đồ không bị lỗi thời ngay khi một sản phẩm được thay thế. Nhu cầu “quản lý phiên bản mã nguồn” vẫn tồn tại dù tổ chức chuyển từ công cụ này sang công cụ khác.

Thứ hai, nhóm nghiên cứu có thể phát hiện một công cụ đang được dùng chỉ vì thói quen chứ không thực sự đáp ứng năng lực cần thiết. Ngược lại, một công nghệ có thể phục vụ nhiều giai đoạn nếu cùng một năng lực được sử dụng ở nhiều nơi.

Vì vậy, một công cụ xuất hiện ở nhiều vị trí trên bản đồ không phải là lỗi. Điều cần kiểm tra là vai trò của nó tại từng vị trí có được xác định rõ hay không.

Bản đồ công nghệ cũng không nên bị nhầm với technology roadmap theo nghĩa dự báo công nghệ trong nhiều năm. Roadmap thường trả lời câu hỏi công nghệ nào cần phát triển hoặc triển khai theo thời gian; bản đồ trong bối cảnh này tập trung vào câu hỏi công nghệ nào đang hoặc cần hỗ trợ từng phần của vòng đời nghiên cứu.

Xây ma trận để nhìn đồng thời công việc, công nghệ và điểm chuyển giao

Sau khi đã có giai đoạn, nhiệm vụ và năng lực, các thành phần này nên được đưa vào một ma trận thống nhất. Một bảng tính thường đã đủ cho phiên bản đầu tiên; điều quan trọng hơn phần mềm là mô hình dữ liệu của bản đồ.

Một cấu trúc thực dụng có thể gồm các trường:

Một phần bản đồ của nghiên cứu thực nghiệm có dữ liệu số có thể trông như sau:

Giá trị của ma trận không nằm ở việc “điền kín” mọi ô. Những ô trống mới thường là tín hiệu đáng chú ý nhất. Nếu một nhiệm vụ quan trọng không có công nghệ hỗ trợ, đó có thể là khoảng trống năng lực. Nếu có nhiều công cụ cùng hỗ trợ một chức năng mà không có lý do rõ ràng, đó có thể là sự phân mảnh. Nếu hai công nghệ đều hoạt động tốt nhưng không trao đổi dữ liệu ổn định, vấn đề nằm ở điểm tích hợp.

Nhờ vậy, bản đồ chuyển từ một tài liệu mô tả thành công cụ phân tích kiến trúc nghiên cứu.

Đánh giá mức phù hợp và tìm khoảng trống công nghệ

Có công nghệ trong một ô của bản đồ không có nghĩa nhiệm vụ đã được hỗ trợ đầy đủ. Bước tiếp theo là đánh giá chất lượng của mối liên kết giữa nhiệm vụ – năng lực – công nghệ.

Nên xem xét ít nhất sáu góc độ.

Mức bao phủ công việc cho biết công nghệ có hỗ trợ toàn bộ nhiệm vụ quan trọng hay chỉ một phần. Một nhóm có thể có phần mềm phân tích nhưng vẫn xử lý các bước tiền xử lý quan trọng bằng thao tác thủ công không được ghi nhận.

Khả năng tương tác xem xét việc dữ liệu có chuyển được giữa các hệ thống mà không phải nhập lại, chuyển đổi thủ công hoặc mất metadata hay không. Đây thường là yếu tố quyết định liệu nhiều công cụ riêng lẻ có tạo thành một hệ thống thực sự hay chỉ là những “đảo công nghệ”.

Khả năng truy vết và tái lập kiểm tra xem kết quả có thể liên kết trở lại dữ liệu, mã, tham số, phiên bản phương pháp và môi trường đã tạo ra nó hay không.

Quản trị dữ liệu xem xét quyền truy cập, nguồn gốc dữ liệu, thời gian lưu trữ và các giới hạn sử dụng phù hợp với loại nghiên cứu.

Mức trưởng thành vận hành phản ánh việc công nghệ đã được chuẩn hóa, có người chịu trách nhiệm và có quy trình hỗ trợ hay mới chỉ được một cá nhân sử dụng.

Khả năng duy trì xem xét nguy cơ phụ thuộc vào một người, một định dạng độc quyền hoặc một hệ thống khó thay thế.

Không tồn tại một ngưỡng điểm duy nhất có thể khẳng định bản đồ công nghệ nghiên cứu là “tốt”. Nếu cần so sánh nội bộ, tổ chức có thể tự xây thang điểm nhất quán, nhưng cần coi đó là công cụ ưu tiên chứ không phải benchmark chung của ngành.

Các chỉ số vận hành đơn giản thường hữu ích hơn một điểm tổng hợp, chẳng hạn:

·         Tỷ lệ nhiệm vụ quan trọng đã có năng lực công nghệ tương ứng

·         Số điểm chuyển giao còn phải nhập hoặc chuyển dữ liệu thủ công

·         Số đầu ra không thể truy ngược phiên bản dữ liệu hoặc mã đã tạo ra chúng

·         Số năng lực đang được nhiều công cụ trùng lặp đảm nhiệm

·         Số nhiệm vụ quan trọng phụ thuộc vào một cá nhân hoặc một hệ thống duy nhất

Qua các chỉ số này, ba loại vấn đề thường trở nên rõ ràng.

Khoảng trống xuất hiện khi một nhiệm vụ cần thiết không có năng lực công nghệ tương ứng.

Trùng lặp xuất hiện khi nhiều công cụ cùng thực hiện một chức năng nhưng tạo thêm chi phí tích hợp hoặc quản trị mà không tạo thêm giá trị.

Đứt gãy xuất hiện khi các công cụ riêng lẻ đều đáp ứng nhiệm vụ của mình nhưng đầu ra của công cụ trước không trở thành đầu vào đáng tin cậy của công cụ sau.

Trong nhiều trường hợp, đứt gãy giữa hai giai đoạn đáng ưu tiên hơn việc thiếu một tính năng riêng lẻ, bởi nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính liên tục, khả năng truy vết và khả năng tái lập của toàn bộ quy trình nghiên cứu.

Duy trì bản đồ như một kiến trúc sống của hoạt động nghiên cứu

Một bản đồ hoàn chỉnh tại thời điểm xây dựng vẫn có thể nhanh chóng mất giá trị nếu quy trình nghiên cứu thay đổi nhưng bản đồ không được cập nhật. Vì vậy, bản đồ công nghệ nên được quản lý như một tài liệu kiến trúc sống thay vì một báo cáo làm một lần.

Mỗi thành phần trên bản đồ cần có người hoặc nhóm chịu trách nhiệm. Trách nhiệm này không nhất thiết đồng nghĩa với sở hữu công cụ; điều quan trọng là có một đầu mối biết công nghệ đang hỗ trợ nhiệm vụ nào, kết nối với hệ thống nào và điều gì xảy ra nếu nó thay đổi.

Việc cập nhật nên được kích hoạt bởi thay đổi thực tế trong nghiên cứu, chẳng hạn:

·         Giao thức hoặc phương pháp nghiên cứu thay đổi

·         Xuất hiện loại dữ liệu hoặc thiết bị mới

·         Một công nghệ được bổ sung, thay thế hoặc ngừng sử dụng

·         Quy trình chuyển giao dữ liệu thay đổi

·         Yêu cầu quản trị hoặc kiểm soát dữ liệu thay đổi

·         Nhóm nghiên cứu phát hiện một bước thủ công ảnh hưởng đến khả năng tái lập

Một nguyên tắc thực dụng là bắt đầu với bản đồ đủ nhỏ để nhóm có thể kiểm chứng. Hãy chọn một quy trình nghiên cứu đại diện, xác định các giai đoạn, phân rã các nhiệm vụ quan trọng và lập bản đồ công nghệ cho luồng đó trước. Sau khi các quan hệ và trường dữ liệu đã ổn định, cấu trúc mới được mở rộng sang các quy trình khác.

Cách làm này tránh tình trạng dành nhiều công sức để lập một “bách khoa toàn thư công nghệ” nhưng lại không trả lời được câu hỏi quan trọng nhất: công nghệ nào đang hỗ trợ bước nghiên cứu nào, bằng cơ chế nào và điểm yếu của chuỗi nằm ở đâu.

Một bản đồ công nghệ nghiên cứu có giá trị khi nó thể hiện được quan hệ xuyên suốt từ giai đoạn nghiên cứu, nhiệm vụ, năng lực cần thiết, công nghệ, đầu ra đến điểm chuyển giao. Vì thế, việc xây dựng bản đồ nên bắt đầu từ vòng đời nghiên cứu chứ không bắt đầu từ danh sách công cụ.

Khi từng nhiệm vụ được gắn với năng lực công nghệ và các kết nối giữa các giai đoạn được thể hiện rõ, bản đồ sẽ cho thấy ba vấn đề quan trọng: nơi còn thiếu công nghệ, nơi công nghệ đang trùng lặp và nơi dữ liệu hoặc hiện vật nghiên cứu bị đứt gãy khi chuyển bước. Đây là cơ sở để nhóm nghiên cứu quản lý hệ sinh thái công nghệ theo nhu cầu khoa học thực tế thay vì theo từng công cụ riêng lẻ.