Глава 1. Общие сведения о науке и научных исследованиях

1.1. Классификация и основные этапы научно-исследовательских работ

Наука - это непрерывно развивающаяся система знаний об объективных законах природы, общества и мышления, которая создается и превращается в непосредственную производительную силу общества в результате специальной деятельности людей и учреждений.

Одна из главных функций науки и ее целей - познание объективного мира. Наука создана для непосредственного выявления существенных сторон всех явлений природы, общества и мышления.

Современная наука имеет ряд характерных особенностей. Прежде всего, это бурное лавинообразное развитие. Так, за последние 30 лет получено примерно 75 % сведений от объема знаний, накопленных человечеством за всю его историю.

Анализ показывает, что основные характеристики научной деятельности за последние 250 лет возрастают по экспоненциальному закону. Через каждые 10-15 лет все показатели удваиваются.

Лавинообразность развития науки заключается в систематическом создании новых ее видов, направлений и проблем. Возникает дерево науки. Каждое новое направление (ветвь) решает новые проблемы. Рождаются пограничные науки на основе нескольких направлений. Так, в последнее время возникли новые науки - информатика и вычислительная техника, биофизика, биогеохимия, математическая кибернетика и другие.

Важная особенность науки - ее рентабельность. Став непосредственной производительной силой, базой технического прогресса, наука является эффективной отраслью, обеспечивающей экономический эффект благодаря внедрению в производство законченных научных разработок.

Развитие науки - исходный пункт для революционизирования практики, создания новых отраслей производства, совершенствования общественных отношений.

Наука становится производительной силой общества, что проявляется в глубоких изменениях во взаимоотношениях науки и производства.

Во-первых, многие виды производства и технологические процессы первоначально зарождаются в недрах науки, научно исследовательских институтах и лабораториях (развитие атомной энергетики, химической технологии, получение сверхтвердых материалов).

Во-вторых, сокращаются сроки между научным открытием и его внедрением в производство. Раньше для этого были нужны десятилетия (от открытия лазера до его практического применения прошло всего несколько лет. Это же относится к атомной энергии, полупроводникам и т.д.).

В-третьих, в самом производстве успешно развиваются научные исследования, создаются научно-производственные объединения, в которых трудятся инженерно-технические работники, рабочие и ученые.

В-четвертых, резко повысился уровень научно-технических работников и рабочих, что позволяет им широко использовать научные знания в процессе производства. Массовое движение изобретателей и рационализаторов - важная форма сближения науки с производством.

Научно-исследовательские работы (НИР) классифицируют по различным признакам.

По видам связи НИР с производством их разделяют на:

• работы, направленные на создание новых процессов, машин, конструкций и. т.д., полностью используемых для повышения эффективности производства;

• работы, направленные на улучшение производственных отношений, повышение уровня организации производства без создания новых средств труда;

• работы в области общественных, гуманитарных и других наук, которые используются для совершенствования общественных отношений, повышения уровня духовной жизни людей и др.

По степени важности исследований для народного хозяйства НИР классифицируют следующим образом:

• важнейшие работы, выполняемые по государственному плану;

• работы, выполняемые по планам Российской Академии наук

(РАН);

• работы, выполняемые по планам отраслевых министерств и ведомств;

• работы, выполняемые по плану (по инициативе) организаций;

• конкурсные, по фондам и грантам.

В зависимости от источников финансирования НИР делят на:

• госбюджетные, финансируемые из средств государственного

бюджета;

• хоздоговорные, финансируемые в соответствии с заключенными договорами между организациями-заказчиками и организациями, выполняющими исследования;

• выполняемые по фондам и грантам.

По длительности разработки НИР разделяют на:

• долгосрочные, разрабатываемые в течение нескольких лет;

• краткосрочные, выполняемые обычно до одного года.

По целевому назначению НИР классифицируются на три вида:

• фундаментальные, направленные на создание новых принципов;

• прикладные, базирующиеся на результатах фундаментальных исследований и направленные на создание новых методов, на основе которых разрабатывается новое оборудование, машины и материалы, способы производства и организации работ и др.;

• разработки, направленные на преобразование результатов прикладных НИР в технические предложения. Они не требуют получения новых научных результатов, а предусматривают подготовку материалов для внедрения результатов прикладных НИР.

Исследовательскую работу проводят в определенной последовательности (по этапам).

1-й этап. Ознакомление с литературой по решаемой проблеме (задаче). Формирование темы НИР. Составление краткого плана (анно­тации) исследования, календарного плана НИР, предварительное опре­деление ожидаемого эффекта (экономического, социального, экологиче­ского и других).

2-й этап. Формирование цели и задачи исследования. Составле­ние библиографических списков отечественной и зарубежной литерату­ры (монографий, учебников, статей, изобретений, патентов и др.). Изу­чение научно-технических отчетов различных организаций по теме ис­следования. Составление аннотаций источников по теме НИР. Анализ, сопоставление, критика полученной информации. Собственные сужде­ния по каждому анализируемому источнику. Формулирование выводов по обзору информации, цели и задачи исследования.

3-й этап. Теоретические исследования. Изучение физической сущности объекта исследования, формулирование гипотезы и выбор его физической или математической модели. Получение аналитических вы­ражений и их теоретический анализ.

4-й этап. Экспериментальные исследования. Разработка цели и задач эксперимента. Планирование, разработка методики и программы эксперимента. Выбор средств измерений. Обоснование способов изме­рений. Конструирование необходимых устройств, установок и других средств эксперимента. Проведение эксперимента и отработка получен­ных данных.

5-й этап. Анализ и оформление результатов научных исследова­ний. Общий анализ теоретико-экспериментальных исследований. Со­поставление результатов теоретических и экспериментальных исследо­ваний. Анализ их расхождений. Уточнение теоретических моделей, ис­следований и выводов. Дополнительные эксперименты в случае необхо­димости. Превращение гипотезы в теорию. Формулирование научных и производственных выводов, составление научно-технического отчета и его рецензирование. Составление доклада по теме НИР. Исправление рукописи научно-технического отчета.

6-й этап. Внедрение результатов НИР в производство, опреде­ление эффективности НИР.

Затем следуют опытно-технологические и опытно-конст­рукторские разработки, которые включают:

• формулирование темы, цели и задачи исследования;

• изучение литературы, проведение необходимых исследований, подготовка к техническому проектированию экспериментального образ­ца;

• техническое проектирование. Разработка вариантов технического проекта. Расчеты и разработка чертежей. Изготовление отдельных узлов, блоков и анализ их работы. Разработка и согласование техническо­го проекта. Технико-экономическое обоснование проекта;

• рабочее проектирование. Разработка со всеми деталями рабочего проекта;

• изготовление опытного образца. Анализ и контроль технической документации. Изготовление деталей, блоков и узлов опытного образца, их сборка. Опробование, доводка и регулировка образца. Стендовые и производственные испытания;

• доработка опытного образца. Анализ работы узлов образца после производственных испытаний. Замена отдельных узлов;

• государственные испытания. Передача образца специальной комиссии на государственные испытания.

Трудоемкость выполнения НИР на разных этапах неодинакова. Теоретическая часть требует больших затрат умственного труда. Это наиболее творческий этап. Экспериментальная часть НИР является наи­более трудоемкой, требующей большого внимания, аккуратности, тер­пения в течение длительного периода.

Общий цикл, начиная с фундаментальных исследований и заканчи­вая серийным выпуском продукции, составляет от 5 до 10 лет, в зависи­мости от отрасли и уровня организации работ. Имеется тенденция к со­кращению длительности этого цикла.