7.3. Оценка технического уровня на ранних этапах разработки объектов техники.

Ранние этапы исследований и разработок характеризуются тем, что на них формируется идеальный образ разрабатываемого объекта, т.е. определяются технические решения, которые должны быть заложены в объект разработки, чтобы обеспечить на дату завершения процесса разработки его высокий технический уровень.

Следует отметить, что ни одна из существующих гостированных методик оценки технического уровня продукции практически не применимы для оценки ТУ на ранних стадиях НИОКР, так как на этих стадиях еще отсутствуют экспериментально подтвержденные данные о количественных значениях показателей разрабатываемой продукции.

На наиболее ранних стадиях разработки, когда еще отсутствуют опытные образцы продукции и результаты их испытаний, можно оценить перспективный (прогнозный) технический уровень разрабатываемой продукции.

Оценить обобщенный показатель технического уровня продукции можно, используя следующую расчетную формулу^[26]:

где - прогнозное значение обобщенного показателя технического уровня продукции;

(ΣK_i) - алгебраическая сумма коэффициентов весомости ТЭП продукции, которые изменяются (улучшаются или ухудшаются) в разрабатываемой продукции в сравнении с базовым образцом продукции .

Оценка изменения каждого i-го показателя продукции осуществляется в сравнении с базовым образцом продукции, т.е. образцом продукции аналогичного назначения и области применения, принятого в качестве базы сравнения.

В качестве базовых образцов для оценки технического уровня разрабатываемой продукции принимаются гипотетические перспективные образцы продукции фирм-конкурентов, основу которых составляют реальные промышленно освоенные образцы продукции этих фирм, имеющие на момент проведения оценки устойчивый спрос на рынке данной продукции.

Для формирования гипотетического перспективного образца продукции фирмы-конкурента на базе лучшего промышленно освоенного образца продукции данной фирмы информация о выбранном образце продукции дополняется сведениями о последних изобретениях данной фирмы, которые с большой вероятностью будут использованы в планируемых к разработке или разрабатываемых новых образцах данной продукции этой фирмы.

При сравнении разрабатываемой продукции с базовым образцом продукции (гипотетическим перспективным образцом продукции фирмы-конкурента) необходимо установить, какие показатели этой продукции могут быть улучшены благодаря использованию нового технического решения в сравнении с базовым образцом, в котором используется другое решение. При этом коэффициенты весомости тех ТЭП разрабатываемой продукции, которые улучшаются благодаря использованию нового технического решения, включаются в расчетную формулу (1) со знаком "+". Однако использование какого-либо нового технического решения в разрабатываемой продукции приводит к улучшению одних показателей, но при этом, как правило, ухудшает другие показатели. Если при сравнении разрабатываемой продукции с базовым образцом продукции будет установлено, что какие-либо показатели продукции ухудшаются при использовании нового технического решения, то соответствующие этим показателям коэффициенты весомости вводятся в расчетную формулу (1) со знаком "-". Если по результатам рас чета значение будет больше единицы, то можно утверждать, что технический уровень разрабатываемой продукции на момент выхода ее на рынок будет превышать технический уровень базового образца продукции.

Это обеспечивается, если использование нового технического решения в разрабатываемой продукции позволяет улучшить хотя бы один показатель продукции, не ухудшая при этом всех остальных, а также, когда использование нового технического решения позволяет улучшить более весомый показатель продукции, ухудшив при этом менее весомый показатель в сравнении с базовым образцом.

Коэффициенты весомости тех показателей продукции, которые не изменяются при использовании нового технического решения в разрабатываемой продукции (в сравнении с базовым образцом), вообще не включаются в расчетную формулу (7), так как они не оказывают никакого влияния на изменение технического уровня разрабатываемой продукции.

Пример 1.

Оценим прогнозный технический уровень проектируемого нового образца баллона высокого давления. Этот баллон характеризуется тем, что он имеет внешнюю силовую оболочку из композитного материала (органопластик – кевлар, стеклопластик или углепластик), внутреннюю герметизирующую оболочку из полимерного материала и металлический штуцер, закрепленный в горловине баллона.

В качестве базового образца продукции был принят баллон высокого давлении, запатентованный фирмой Тиокол Корпорейшн (Thiokol Corp., США), появление которого на рынке прогнозировалось примерно в то же время, что и оцениваемый проектируемый баллон высокого давления. Базовый образец характеризуется тем, что он имеет внешнюю силовую оболочку из композитного материала, внутреннюю герметизирующую оболочку из металла (алюминий) и металлический штуцер, закрепленный в горловине баллона.

Для оценки обобщенного показателя технического уровня проектируемого баллона в сравнении с базовым образцом необходимо установить профиль требований к баллонам высокого давления, предназначенным для хранения и транспортировки сжатых газов. С этой целью был проведен патентный поиск с использованием баз данных, представленных в Интернете, и отобраны патенты, связанные с совершенствованием композитных баллонов высокого давления^[]. Анализ описаний изобретений к этим патентам позволил установить, что основными технико-экономическими показателями (ТЭП), на улучшение которых были направлены изобретения в этой области, являются: повышение рабочего давления баллона, связанное с повышением прочности силовой оболочки баллона, снижение массы баллона, повышение безопасности работы с баллоном, повышение надежности работы баллона, связанное с увеличением количества циклов загрузки и выгрузки баллона и улучшение технологичности изготовления баллона. На основе патентной статистики были определены коэффициенты весомости указанных ТЭП, и сформирован профиль требований к баллонам высокого давления, предназначенным для хранения и транспортировки сжатых газов, который представлен в таблице 17.

Таблица 17. Профиль требований к баллонам высокого давления.

Улучшаемые ТЭП	Коэффициенты весомости ТЭП
Максимальное рабочее давление Масса баллона Безопасность работы Надежность работы Технологичность	К1 = 0,30 К2 = 0,25 К3 = 0,20 К4 = 0,20 К5 = 0,05

Далее был проведен сопоставительный анализ ТЭП проектируемого баллона и базового образца. Сравнение осуществлялось на основе экспертной оценки. При этом, для тех показателей, которые улучшаются в сравнении с базовым образцом (это должно быть обосновано экспертном), принималась оценка «лучше». Для тех показателей, которые ухудшаются в сравнении с базовым образцом (это также обосновывалось экспертом), принималась оценка «хуже». Для тех показателей, которые не изменяли свое значение в сравнении с базовым образцом, принималась оценка «на уровне». Результаты сопоставительного анализа представлены в таблице 18.

Для показателей «безопасность» и «надежность» эксперты пришли к выводу, что эти показатели в проектируемом образце баллона не отличаются от соответствующих показателей базового образца, так как их значения в основном определяются свойствами материала силовой оболочки, который у сравниваемых образцов баллонов одинаков. Для показателя «технологичность» эксперты пришли к выводу, что этот показатель у оцениваемого проектируемого образца баллона хуже в сравнении с базовым образцом, так как внутренняя герметизирующая оболочка выполнена в проектируемом образце из мягкого материала (полимерной пленки)), который необходимо предварительно отвердить (например, путем заполнения ее песком) и только после этого осуществлять необходимые технологические операции (намотку корда в несколько слоев под разными углами, пропитку смолой и термообработку). Это усложняет технологию изготовления проектируемого образца баллона в сравнении с базовым образцом.

Таблица 18. Сопоставительный анализ ТЭП проектируемого баллона и базового образца.

ТЭП (Рi)	Коэффициенты весомости ТЭП	Данные о ТЭП проектируемого образца	Данные о ТЭП базового образца	Результаты экспертной оценки
1. Максимальное рабочее давление 2. Масса 3. Безопасность 4. Надежность 5. Технологичность	0,30 0,25 0,20 0,20 0,05	Подтвержденных данных нет ---«--- ---«--- ---«--- ---«---	Данных нет ---«--- ---«--- ---«--- ---«---	«на уровне» (одинаковый материал силовой оболочки) «лучше» (разница в удельном весе материала герметизирующей оболочки) «на уровне» «на уровне» «хуже»

Следует отметить, что поскольку оценка технического уровня проектируемого образца осуществлялась на такой стадии, когда еще не были изготовлены опытные образцы проектируемого баллона и не были проведены их испытания, по результатам которых можно было бы судить о количественных значениях ТЭП баллона, в графе Таблицы 18 «Данные ТЭП проектируемого образца» отсутствуют соответствующие данные. Сравнение осуществлялось с запатентованным образцом техники, причем в описании изобретения к патенту отсутствовали (как это часто бывает) какие-либо количественные данные о ТЭП базового образца. Однако, полученные экспертным путем данные сравнения оцениваемого баллона и базового образца в виде оценок «лучше», «хуже» и «на уровне» вполне достаточны для расчета прогнозного значения обобщенного показателя технического уровня с использованием расчетной формулы (7):

Результаты расчета позволяют сделать вывод, что к моменту налаживания массового производства проектируемого изделия оно по своему техническому уровню не будет уступать лучшим образцам аналогичной продукции ведущей зарубежной фирмы.

Рассмотренный пример оценки технического уровня проектируемого образца техники относится к наиболее простому случаю оценки, когда техническая сущность оцениваемого образца техники исчерпывается одним техническим решением. В большинстве же случаев оцениваемый образец техники включает множество функциональных элементов (узлов, блоков и т.п.), в каждом из которых может быть воплощено отдельное техническое решение.

В этом случае для оценки перспективного технического уровня разрабатываемой продукции необходимо:

• определить, какие технические решения используются в каждом функциональном элементе разрабатываемой продукции;

• составить профиль требований для каждого функционального элемента продукции;

• определить коэффициенты весомости каждого функционального элемента разрабатываемой продукции.

Коэффициенты весомости для каждого функционального элемента (блока, узла и т.п.) продукции могут быть определены на основе тех же принципов, которые используются для определения коэффициентов весомости ТЭП продукции. При определении коэффициентов весомости функциональных элементов продукции исходят из предположения, что чем чаще изобретатели обращаются к совершенствованию какого-либо функционального элемента продукции (и получают соответствующие патенты), тем более этот функциональный элемент влияет на потребительские свойства продукции.

Для определения коэффициентов весомости функциональных элементов продукции проводят тематический патентный поиск по каждому элементу на глубину не менее 10 лет. Поиск удобнее всего вести с использованием реферативно-библиографических баз данных, представленных в Интернете. Отобранные в результате поиска патенты распределяются по функциональным элементам продукции, а коэффициенты весомости этих элементов (m_j) определяются по формуле:

где n_j - количество патентов, относящихся к j-му функциональному элементу; Σn_j - общее количество патентов, относящихся ко всем функциональным элементам.

Обобщенный прогнозируемый показатель перспективного технического уровня ( ) разрабатываемой продукции может быть рассчитан по формуле:

где m_j коэффициент весомости j-ro функционального элемента продукции; - обобщенный показатель технического уровня j-ro функционального элемента; n - количество функциональных элементов, входящих в разрабатываемую продукцию.

Если > 1, то перспективный прогнозируемый технический уровень разрабатываемой продукции превышает технический уровень базового образца продукции.

Пример 2.

Оценивается технический уровень разрабатываемого газового хроматографа на стадии формирования концепции создаваемой продукции, когда отобраны технические решения, намечаемые к использованию в разрабатываемой продукции, и разработаны эскизы основных функциональных элементов хроматографа и устройства в целом.

На этой стадии имеется лишь идеальный образ будущей продукции и отсутствуют какие-либо данные о количественных значениях показателей хроматографа.

Разрабатываемый газовый хроматограф содержит четыре основных функциональных элемента: узел ввода пробы (А), капиллярную хроматографическую колонку (Б), детектор (В) и термостат (Г).

При анализе отобранных в результате тематического патентного поиска патентов на изобретения, выданных в ведущих странах и относящихся к отдельным узлам газового хроматографа, установлено, что:

• 57 патентов относятся к устройствам для ввода проб в газовый хроматограф (А);

• 63 патента относятся к хроматографическим колонкам (Б);

• 61 патент относится к детекторам для газового хроматографа (В) и

• 42 патента относятся к термостатам для газового хроматографа (Г).

Из данных по распределению 223 патентов по отдельным основным функциональным элементам газового хроматографа рассчитываем коэффициенты весомости этих элементов:

Планируемый к разработке газовый хроматограф включал следующие основные элементы:

• безмембранное устройство для ввода пробы (А), в основу разработки которого положено изобретение по авт. свид. СССР №1041925;

• капиллярную кварцевую хроматографическую колонку с термостойким полимерным покрытием (Б), в основу разработки которой положена технология изготовления капиллярной колонки по авт. свид. СССР №987515;

• пламенно-ионизационный детектор (В) по авт. свид. СССР №1012121;

• термостат с воздушными теплоизоляционными прослойками (Г) по авт. свид. СССР №924664.

При этом термостат (Г) и пламенно-ионизационный детектор (В) являются отработанными блоками, которые хорошо себя зарекомендовали при использовании в ранее выпускавшихся образцах газовых хроматографов, а безмембранное устройство для ввода проб (А) и гибкая кварцевая капиллярная колонка (Б) являются вновь разрабатываемыми узлами нового газового хроматографа.

Поскольку оценка технического уровня хроматографа осуществляется на такой стадии НИОКР, когда имеется только идеальный образ будущей продукции, запечатленный в эскизах, то в качестве базы сравнения нельзя использовать образец аналогичной продукции, представленный на рынке в виде товарной продукции.

В качестве базового образца следует использовать также идеальный образ будущего образца фирмы-конкурента. Для его формирования следует взять последний образец продукции этой фирмы, представленный на рынке, и дополнить его последними достижениями фирмы - изобретениями, усовершенствующими продукцию данного вида.

В этом случае для формирования идеального образа базового образца продукции за основу принят капиллярный газовый хроматограф фирмы "Карло Эрба" (Италия), дополненный последними запатентованными разработками этой фирмы. Данный капиллярный газовый хроматограф включал следующие основные узлы:

• А - безмембранное устройство для ввода проб в капиллярную колонку (патент Италии №28092);

• Б - гибкую кварцевую капиллярную колонку с термостойким полимерным покрытием (патент США №4283415);

• В - пламенно-ионизационный детектор (нет сведений о патентовании);

• Г - термостат с повышенной точностью поддержания температуры (нет сведений о патентовании).

Учитывая, что в последние годы фирма "Карло Эрба" большое внимание уделяла патентованию в странах сбыта ее хроматографов изобретений, относящихся к новым конструкциям безмембранного устройства для ввода проб в капиллярную колонку, можно предположить, что именно этот узел хроматографа будет в ближайшие годы изменен в новых образцах продукции данной фирмы. Идеальный базовый образец продукции должен включать:

• А - новый узел безмембранного устройства для ввода проб (изобретение по Европейскому патенту №0140020 вместо использовавшегося ранее изобретения по патенту Италии №28092);

• Б - гибкую кварцевую капиллярную колонку (патент США №4283415);

• старые узлы пламенно-ионизационного детектора (В) и термостата (Г), так как каких-либо новых изобретений, связанных с усовершенствованием этих узлов, фирма не имела.

Проанализировав отобранные патентные описания изобретений, связанных с усовершенствованием основных узлов газового хроматографа, и систематизировав их по целям (задачам) изобретений, сформировали профили требований этих узлов, представленные в таблицах 19-22.

Таблица 19. Профиль требований узла для ввода проб.

Наименование ТЭП	Коэффициенты весомости, Ki
Воспроизводимость результатов анализа Точность анализа Надежность работы Расширение круга анализируемых веществ Чувствительность анализа Эффективность разделения	0,30 0,25 0,15 0,15 0,10 0,05 Σ Ki = 1,00

Таблица 20. Профиль требований хроматографической колонки

Наименование ТЭП	Коэффициенты весомости, Ki
Эффективность разделения Стабильность разделительных свойств во времени Исключение разложения анализируемых веществ Расширение круга анализируемых веществ Чувствительность анализа Упрощение технологии заполнения и смены сорбента в колонке Снижение эффекта "памяти" Регулирование разделительных способностей	0,30 0,20 0,14 0,11 0,10 0,06 0,05 0,04 Σ Ki = 1,00

Таблица 21. Профиль требований детектора

Наименование ТЭП	Коэффициенты весомости, Ki
Чувствительность Надежность работы Верхний предел температуры Линейный диапазон детектирования	0,34 0,31 0,25 0,10 Σ Ki = 1,00

Таблица 22. Профиль требований для термостата

Наименование ТЭП	Коэффициенты весомости, Ki
Скорость нагрева Точность поддержания температуры Скорость охлаждения Вес Надежность работы	0,30 0,26 0,20 0,14 0,10 Σ Ki = 1,00