Методология системотехнического проектирования электронных и радиоэлектронных средств (в двух частях)

Вопросы сгруппированы в шесть перечней:

1)общие цели, относящиеся к потребности;

2)ресурсы и ограничения организации;

3)характеристика рынка;

4)условия конкуренции;

5)предпочтения, привычки и мотивы потребителей;

6)конструктивные требования, вытекающие из исследования потребностей. Перечень вопросов № 1 по общим целям, относящимся к потребности, предна-

значен для руководства отбором новых продуктов и услуг, хорошо продуманных и полезных в том широчайшем смысле, что они занимают определенное место на шкалечеловеческихнужд. Переченьпомогаетнаметитьдляконкретной организации с учётом её текущего положения возможности выпуска новых продуктов.

Перечень вопросов № 1. Общие цели, относящиеся к потребности

1.Относится ли новая идея к продукту или к услуге? (Далее слово «продукт» будет означать и то и другое.)

2.Удовлетворяетли продуктновуюпотребность?Приводитлион кновымфунк-

циям?

3.Удовлетворяет ли он существенную или постоянную потребность более эффективно, например с меньшей стоимостью, с лучшим качеством или с большей привлекательностью?

4.Открывает ли он новую линию продуктов или завершает старую?

5.Состоит ли цель в открытии новогорынка или в расширении существующего? (Это не то же самое, что и предшествующий вопрос.)

6.Состоит ли цель в более эффективном использовании средств производства или распределения, рабочей силыи сырьяилив устранениинехватки этихфакторов?

7.Устраняет ли продукт затруднение сам или увеличивает надежность существующего продукта?

8.Использует ли продукт какое-либоновоеустройство, теорию, материал, метод или какой-либо другой элемент новой технологии, если да, то с каким из вышеприведенных вопросов можно связать это применение?

Перечень вопросов № 2 просеивает возможности в соответствии с ресурсами и ограничениями организации. Эти ресурсы можно назвать грубыми критериями принятия новых возможностей.

Вопросы перечня № 2 должны служить руководством для критической оценки организации с точки зрения производства нового продукта или услуги. Всякий дефицит влечет сокращение диапазона возможностей. Каждая возможность классифицируется по её способности пройти испытание, заключенное в вопросах. Возможности, прошедшие это испытание, в дальнейшем необходимо подвергнуть более тонкому просеиванию, состоящему в тщательной оценке продукта с точки зрения рынка.

110

Перечень вопросов № 2. Ресурсы и ограничения организации

1.Какую широту допускает устав корпорации в новых начинаниях? Нужна ли юридическая консультация для выяснения общей юридической атмосферы?

2.Будет ли реакция акционеров, администрации и правительства благоприятна для нового предприятия?

3.Можно ли получить для продукта патенты, авторские права и фабричные марки посредством заявки, покупки или обмена?

4.Может ли организация использовать существующую технологию, в которой она уже обладает правами и опытом?

5.Сколько потребуется нового капитала и имеются ли избыточные фонды для освоения выпуска нового продукта?

6.Как будет распределен капитал между оснащением производства, исследованием и разработкой, недвижимостью, энергией, транспортом, связью и другими статьями расходов?

7.Достаточно ли гибка финансовая политика и в состоянии ли организация собрать и распределить необходимые фонды? Благоприятна ли деловая конъюнктура для сбора фондов?

8.Имеются ли в организации таланты необходимой широты и глубины для разработки продукта или их можно привлечь?

9.Какие части проекта надо будет отдать субподрядчикам (обзор рынка, внешнее оформление, упаковка, изготовление и т.д.)?

10.Имеются ли необходимые ресурсы рабочей силы, времени и лабораторных средств или их можно получить? Можно ли их сосредоточить достаточно быстро, чтобы выполнять требования рынка?

11.Достаточны и пригодныли дляновогопродукта наличныесредства –рабочая сила, машины, пространство, логистика – или потребуются новые?

12.Является ли необходимой предпосылкой исследование и разработка производства, если да, то какие из предшествующих вопросов сюда относятся?

13.Потребуются ли новые или необычные сырые материалы, если да, то можно ли обеспечить достаточноеи надежноеснабжениепосходным и устойчивым ценам?

14.Имеются ли заменители для непредвиденных обстоятельств?

15.Потребуют ли затраты на транспорт и хранение изменений в существующем порядке?

Вопросы перечня № 3привлекают вниманиек конкретномурынку, для которого проектируется новая система. Лишь очень немногие продукты имеют универсальное значение, обычно область применения весьма ограничена.

Перечень вопросов № 3. Характеристика рынка

1.Какие классы населения, отраслей промышленности, предприятий и учреждений будут применять продукт?

2.Сколько потребителей будет в каждом классе?

111

3.Где расположен рынок, т.е. каково его географическое распределение и протяженность для каждого класса потребителей?

4.Когда нужен продукт и можно ли измерить степень его срочности?

5.Каковы перспективы роста? Каковы оценки начального спроса, скорости расширения, времени насыщения, скорости сокращения и срока существования рынка?

6.Среди каких классов и в каких местах сбыта можно получить наилучший график развития рынка?

7.Какие из нижеперечисленных факторов можно и нужно выделить и измерить для долгосрочных и краткосрочных прогнозов: цену продукта, цену родственных продуктов, доход потребителя, его образование, семейное положение, возраст, пол, занятие и т.д.?

8.Какие факторы из указанных в предыдущих вопросах ограничивают рынок?

9.Требуется ли для развития рынка реклама, если да, то какая, когда, где, насколько продолжительная и дорогая?

10.Существуют лина рынкекакие-либоважныетенденциивовкусах, ростепроизводительности и т.п.?

Конкуренция логически относится к характеристикам рынка, но ввиду её важности факторы, относящиеся к конкуренции, перечислены отдельно в следующем перечне вопросов № 4.

Перечень вопросов № 4. Условия конкуренции

1.Является ли конкуренция внутренней, т.е. между продуктами данной организации, или внешней, т.е. между продуктами разных организаций?

2.Имеет ли предлагаемый продукт внутренние или внешние заменители?

3.Какие факторы участвуют в конкуренции (цена, качество или другие свой-

ства)?

4.Каковы тактики и стратегии конкурирующих организаций и их ресурсы?

5.Как быстро могут реагировать конкуренты выпуском конкурирующих продуктов и может ли это создать угрозу ощутимого морального устаревания планируемого продукта?

6.Можно ли победить конкурентов снижением цен, рекламой, улучшением продукта или другими средствами?

Из ответов на вопросы первых четырех перечней будет видно, является ли продукт хорошо продуманным и полезным, имеются ли препятствия, вызванные недостаточностью ресурсов организации, и существует ли устойчивый и прибыльный спрос. На первых шагах полнота информации важнее точности.

Когда предметом планирования являются сложные ТС со временем опережения 5–10 лет, то их коммерческое или военное окружение через указанный срок нельзя представить столь жеподробно, как если бы речь была онастоящем времени. Вместо этого полезнее рассматривать вопросы несколько раз в ходе разработки. Первое рассмотрение должно быть лишь предварительным обзором. Окончательное

112

рассмотрение должно быть глубоким и подробным исследованием, и нужда в нем возникает лишь перед действительным изготовлением и продажей ТС.

Перечни вопросов № 5 и № 6 относятся непосредственно к самому продукту и предназначены для формулировки конструктивных требований. Для этого необходимо исследовать участников рынка на изменчивость.

Перечень вопросов № 5. Предпочтения, привычки и мотивы потребителей

1.Почему кто-либо будет покупать продукт (ввиду его полезности, для выживания, собственного удовольствия, наживы, для удовлетворения духа соревнования или эстетического чувства)?

2.Каковы все использования продукта? Зависят ли они, как указано в перечне вопросов № 3, от классов потребителей?

3.Когда используется продукт (непрерывно, ежедневно, сезонно)? Будет ли в использовании продукта или услуги участвовать несколько лиц? Если да, то можно ли предсказать распределение времени прибытия?

4.Какова длительность каждого случая использования? Можно ли предсказать распределения времени обладания (или обслуживания)?

5.Какое относительное значение приписывают индивиды различным параметрам качества, цене, удобству, размеру, форме, весу, стилю?

6.Какие требуются дополнительные антропотехнические данные о зрительных, слуховых, осязательных и других свойствах потребителей?

7.Каковы предпочтения потребителей по отношению к альтернативным структурам цен, условиям кредита и оплаты?

Перечень вопросов № 6. Конструктивные требования, вытекающие из исследования потребностей

1.Каких конструктивных особенностей требует рынок? Если требуемая система подобна какой-либо существующей, то какие эксплуатационные, ремонтные и другие особенности надо сохранить?

2.Каковы независимыепеременныесистемы при выбранных особенностях и какая область значений каждой из них удовлетворяет важнейшие рыночные применения?

3.Если существуют применимыетехническиестандарты, тосогласуются ли они со значениями требуемых переменных системы или необходимо разработать новые стандарты?

4.Каков полный перечень связей с потребителями и каково полное техническое описание каждой связи?

5.Существует ли какое-либо предпочтение в отношении операций и устройств, необходимых для реализации желательных особенностей?

6.Надо ли проектировать систему для рынка с определенными характеристиками (групповой или массовый рынок, особоегеографическоеположениеили другие секторы рынка) или требуется универсальная система?

113

7.Каким предпочтениям потребителей, указанным в перечне вопросов № 5, должна соответствовать конструкция (размер, форма, качество, материалы)?

8.Каковы желания и предрассудки рынка в отношении безопасности, возможности мелких конструктивных изменений, простоты и срока службы оборудования?

9.В какой мере оборудование будет нуждаться в обслуживании? Кто будет выполнять его и будут ли нужны запасные части и специальный персонал?

Для разработки требований к обслуживанию оборудования надо рассмотреть все вопросы, перечисленные в приведенных перечнях. Данные перечни обширны, но далеко не полны. В частности, опущены целые классы вопросов о каналах распределения продукта или услуги, об организации и работе отделов сбыта, упаковки

ирекламы. Эти вопросы могут иметь важное значение для отбора и, конечно, для успеха продуктов, однако обычно их считают не относящимися к области системотехники, потомучтоони неопределяюткаких-либосущественныхтребований кконструкции.

1.3.5 Маркетинговое исследование

Наименование объекта проектирования. После того как противоречие, порождающее проблему, выявлено и сформулирована функция, устраняющая данное противоречие, проектируемый технический объект, воплощающий эту функцию (носитель функции) должен быть назван.

В случае изобретения название должно характеризовать его назначение и полностью соответствовать его сущности. Оно должно быть точным, кратким, конкретным, выражать назначение объекта изобретения [52].

Название, как правило, излагается в единственном числе именительном падеже, например «Фазометр», «Устройство для синхронизации часов». В именительном падеже множественного числа употребляются только те существительные, которые не имеют единственного числа.

Название должно давать четкое представление о виде объекта изобретения. Недопустимо называть изобретения «Трассировка печатной платы», так как в такой формулировке оно может характеризовать и устройство, и способ.

Если не удается подобрать термин, выражающий сущность изобретения (например, приёмник, частотомер и т.п.), используют описательные названия, которые составляют следующим образом: указывают название вида объекта (устройство), а далее его целевое назначение, например «Устройство для контроля доступа».

Название изобретения, относящегося к способу, обязательно начинается со слова «способ», а далее указывают его назначение: «Способ приёма сигналов».

Если изобретение имеет узкую область применения, она должна быть указана в названии, например «Устройство прозвонки миллиметровых проводников», если изобретение не позволяет прозванивать сантиметровые проводники.

Название не должно содержать слов, не несущих информационной нагрузки. К примеру, изобретение следует назвать «Телевизор» (от «далеко видящий»), а не «Схема телевизора». Оно не должно содержать рекламных слов и неопределённых

114

выражений, например «Быстродействующее устройство», «Точный дальномер», «Высокочувствительный приёмник».

В ТРИЗ на этапе создания новой ТС для подавления психологической инерции проектировщика рекомендуется при решении задач заменять специальные термины функциональными [33].

Например, следует говорить не лопата, а копалка, не карандаш, а чертилка, и так далее. То есть необходимо уходить от привычных форм деталей, думать прежде всего не о техническом объекте, а о том, какие действия или функции он должен выполнять.

После того как ОП назван, необходимо провести поиск его функциональных аналогов.

Искомый функциональный аналог может находиться в статусе:

1)серийно изготовляемого и продаваемого изделия;

2)запатентованного изобретения;

3)реального рабочего прототипа;

4)идеи.

В каждом случае следует использовать конкретный подход к поиску функциональных аналогов. В первом случае необходимо провести маркетинговое исследование, во втором случае (если функциональные аналоги не были найдены в результате маркетингового исследования) – патентное исследование. Искать реальный рабочий прототип или неопубликованнуюидею, какправило, непредставляетсяцелесообразным.

Результатом маркетингового исследования является некоторое множество ТС, выполняющих функцию, ликвидирующую найденное противоречие. В таком случае аналог, который лучшевсегорешает свою задачу, принимается в качествепрототипа объекта проектирования.

Результатом патентного исследования является некоторое множество описаний изобретений, устраняющих данное противоречие.

Как было сказано выше, необходимым и достаточным условием реализации изделия (продукта) является наличие спроса на него. Но чтобы быть уверенным в существовании спроса, а также определить его масштаб, объём и географию, необходимо до начала разработки изучить потребительский рынок, т.е. провести маркетинговые исследования [16].

Анализ состояния рынка проводится на основе определения объема продаж и запросов на разрабатываемое изделие. Для этого может использоваться матрица потребности и реализации (таблица 1.15) [32].

Таблица 1.15 – Матрица потребности и реализации изделия

115

При анализе матрицы необходимо выявить причины дефицита или профицита в изделии. Иногда дефицит является следствием нерасторопности служб рынка сбыта или маркетинга, иногда – следствием неграмотной рекламной политики. В любом случае при анализе состояния рынка не следует делать преждевременных выводов о необходимости разработки нового изделия.

Прогнозирование объемов производства. На этом этапе необходимо опреде-

лить тип производства разрабатываемого изделия. Как известно, существуют следующие типы производства:

–единичное (до 10 штук в год);

–мелкосерийное (до 100 штук в год);

–серийное (до 1000 штук в год);

–крупносерийное (до 10000 штук в год);

–массовое (свыше 10000 штук в год).

Тип производства определяет требования к схеме и конструкции разрабатываемого изделия. Кроме того, на данном этапе производится выбор изготовителя. Как правило, прибыль может приносить только производство серийных, крупносерийных и массовых изделий. Исключение составляют уникальные изделия, которые по своим техническим параметрам значительно опережают время. Иногда объем производства определяется географическим положением изготовителя и потребителя.

В заключение по данному этапу даётся обоснование типа производства. Возможен поиск видов продукции, на которые есть или может быть спрос. Но

чаще маркетинговые исследования проводят с целью поиска продукции, которую способно выпускать определенное предприятие.

Проведение маркетинговых исследований включает ряд этапов. 1. Изучение возможностей рынка

1.1.Изучение спроса. Путем опроса различных групп населения или потребителей научно-технической продукции, анализа социальных, экономических, технических и иных тенденций выявляется потребность в том или ином товаре. Спрос может быть результатом естественного развития событий (например, появление новых технологий и открытий, позволяющих получить продукцию с новыми или улучшенными свойствами, изменение уровня благосостояния населения и т.п.), а также искусственно создаваться (например, новые тенденции в моде, направленные на замену электронных гаджетов, выпуск нового программного обеспечения, нуждающегося в более совершенных компьютерах, усиленное рекламирование (пропаганда), навязывающее продукцию определённого вида, и т.п.). Существование потребности

впродукции – необходимое условие начала разработки, определяющее её цель.

1.2.Сегментирование рынка. Выявленная потребность не может быть универсальной, она конкретна, т.е. всегда отражает интересы определенной группы потребителей. Под группой понимается категория потребителей, которые одинаково реагируют на свойства рассматриваемой (продвигаемой на рынок) продукции, т.е. обладают по отношению к ней общностью взглядов, вкусов, привычек и т.п. На состав группы влияют возраст, социальное положение, профессиональный уровень, географическая, национально-религиозная принадлежность и т.п. Сегментирование

116

позволяет определить емкость и особенности рынка, форму подачи товара, спрогнозировать развитие спроса и т.д. В свою очередь емкость рынка предопределяет предстоящий масштаб производства, его организацию и размещение. А в случае узости рынка возрастают требования к тщательности постановки задачи, так как малейшее неудовлетворение запросов потребителей ведет к потере большой части (или всех) заказов.

1.3. Позиционирование товара. Важно знать точный ответ на вопрос: «Почему покупают данный товар?». По своей сути любой товар – это заключенная в упаковку услуга для удовлетворения какой-то потребности. Так, например, приобретаются не смартфоны, а возможность удалённообмениватьсяс другими людьми информацией, представленной в текстовой, звуковой, визуальной форме; приобретаются не телевизоры, а возможность получать аудиовизуальную информацию из разных уголков мира и т.п. И ответ на поставленный вопрос состоит в конкретизации потребности и условий её реализации. Для этого проводятся исследования таких потребительских свойств, как назначение, уровень качества, оформление, марочные название и упаковка, а также возможность предоставления дополнительных услуг с целью получения выгоды от продажи товара с «подкреплением». Например, продавать компьютер с загруженным программным обеспечением – покупателя интересует не столько сам компьютер, сколько решение с его помощью своих проблем.

Позиционированию товара способствует изучениесвойств аналогичной продукции (функциональных аналогов), выпускаемой конкурентами. При этом выявляется уровень характеристик товара, обеспечивающий его конкурентоспособность.

Позиционирование позволяет обоснованно составить список требований к товару со стороны потребителя, максимально учесть все его пожелания.

Выпуск продукции всегда связан с риском понести убыток. По данным исследований терпят неудачуна рынкетоваров широкогопотребления около40% от общего числа новинок, а на рынке товаров промышленного назначения порядка 20%. Тщательность (полнота и глубина) изучения возможностей рынка позволяет уменьшить этот риск. Методы проведения маркетинговых исследований можно найти в специальной литературе, например в работах Ф. Котлера.

2. Определение возможностей предприятия. Предполагаемая продукция будет проектироваться и выпускаться на вполне определенном предприятии и конкретными людьми. Поэтому со стороны производителя к продукции выдвигаются следующие требования:

–соответствие продукции профилю предприятия. В противном случае потребуется переподготовка кадров и монтаж нового или переналадка старого технологического оборудования. Целесообразность таких мероприятий должна подтверждаться ожидаемой выгодой от выпуска новой непрофильной продукции;

–соответствие ресурсам предприятия, которые включают численность и состав персонала, используемое оборудование, наличие сырья, возможности хранения и транспортирования продукции, её реализации и послепродажного обслуживания, сеть сервисных центров и т.п. Причем все эти факторы должны оцениваться по

117

состоянию не только на момент выпуска продукции, но и на весь период её производства (так, изменение стоимости сырья может привести к удорожанию продукции или сделать её выпуск нецелесообразным).

Знание возможностей предприятия позволяет подтвердить экономическую целесообразность выпуска продукции. Однако необходимо учесть косвенную целесообразность и целесообразность, связанную с чисто физическим выживанием, моральным престижем. Например, выполнение несвойственной профилю предприятия работы может быть обусловлено экстремальной ситуацией (ликвидация стихийного бедствия и т.п.). Или, например, отказ от убыточного заказа может подорвать репутацию фирмы, что в будущем лишит её возможности получить уже выгодный заказ.

В результатемаркетинговых исследованийпоявляются и конкретизируются технические требования. В общем случае они включают:

–перечень потребностей, удовлетворяемых выпускаемой продукцией;

–желаемые потребительские свойства продукции;

–условия потребления продукции и ёмкость рынка;

–условия производства продукции, данные об исходных материалах и возможной кооперации с другими предприятиями и фирмами;

–условия хранения, транспортирования и реализации;

–перечень целей, достигаемых выпуском продукции;

–заключение о технической и экономической целесообразности разработки и выпуска этой продукции.

Маркетинговые исследования повышают вероятность получить отдачу от вложений в разработку продукции. Их важность подтверждается и тем, что на преуспевающих фирмах численность маркетинговой службы достигает или дажепревышает половину численности всех служащих.

Когда необходимо привлечение потенциальных инвесторов (при недостаточности или отсутствии собственных финансовых ресурсов), результаты маркетинговых исследований оформляют в виде бизнес-плана. Этот документ предназначен для убеждения инвестора в надежности, обоснованности, перспективности и окупаемости проекта. Бизнес-план должен быть написан простым и ясным языком, коротко (примерно 20–30 страниц формата А4), аргументированно, опираться на реальные факты.

Вкачестве примера, демонстрирующего роль маркетинговых исследований в обосновании потребности в разработке, приведем историю известного американского изобретателя Томаса Эдисона.

Прежде чем приступить к разработке электрического освещения в быту, Эдисон провел исследования, чтобы выяснить, прикаких условиях электрическое освещение выдержит конкуренцию в цене, яркости и удобстве по сравнению с газовым освещением. Онскрупулезно изучилгазовую промышленность, разработал план центральной электростанции и схему линий электропередачи к домам и фабрикам. Затем подсчитал стоимость меди и других материалов, требующихся для изготовления ламп и добычи электроэнергии с помощью динамо-

118

машины, движимой паром. Анализ данных определил не только размеры лампы, но и её конкурентоспособную цену 40 центов. Лишь убедившись, что сможет решить проблему электрического освещения, Эдисон принялся работать над лампой накаливания с угольнойнитью, помещенной в стеклянный шар, из которого откачан воздух. В поисках материала нити он опробовал около 6000 разновидностей растительного волокна.

В большинстве случаев, когда в результате маркетингового исследования находятся функциональныеаналоги объекта проектирования, разработчикамнедоступна их конструкторская документация. Известны лишь назначение, технические характеристики, общее описание изделия, а также его внешний вид. С целью понимания глубинных физических принципов действия и технических решений, которые были использованы проектировщиками при разработке ТО (или программного средства), возникает обратная задача реверсивного инжиниринга.

Реверс-инжиниринг (обратное проектирование, обратный инжиниринг, реверсивный инжиниринг, обратная разработка (ОР); англ. reverse engineering) – исследованиенекоторогоготовогоустройства или программы, а такжедокументации на них с целью понять принцип работы объекта; например, чтобы обнаружить недокументированные возможности (в том числе программные закладки), сделать изменение или воспроизвести устройство, программу или иной объект с аналогичными функциями, но без прямого копирования8.

Этот способ применяется обычно в том случае, если создатель оригинального объекта не предоставил информацию о структуре и способе его создания (производства). Правообладатели таких объектов могут заявить, что проведение обратной разработки или использование её результатов нарушает их исключительное право по закону об авторском праве и патентному законодательству.

Реверс-инжиниринг является инструментом государственной политики разных стран в решении задач импортозамещения.

Например, в 2016 году на заседании Правительственной комиссии по импортозамещению министр промышленности и торговли РФ Д. В. Мантуров заявил о планах создать на базе Фонда развития промышленности центр обратного инжиниринга [53].

Обратная разработка электронных устройств появилась ещё на заре радиотехники. В 1920–1930 годах различные фирмы копировали друг у друга радиолампы и схемотехнические решения их применения. Именно с обратной разработкой, а не с лицензионным производством связано то, что радиолампы одного назначения почти всех производителей оказались унифицированными и взаимозаменяемыми.

8 https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BD% D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%8 2%D0%BA%D0%B0.

119