Инноватика

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

можно утверждать, что появление ряда крупных технических изобретений предшествовало выполнению фундаментальных НИР, например, паровой двигатель появился раньше термодинамики и гидродинамики; лампа накаливания – раньше исследований термоионной эмиссии в газах; создание первых самолетов опережало развитие аэродинамики и т.д. По этой причине перед промышленностью всегда стояла задача организации выполнения проблемноориентированных НИР, обеспечивающих создание новых веществ (материалов), технологий и устройств для их последующего применения в инновационной деятельности товарного производства. Названные прикладные исследования, как правило, обеспечивают реализацию принципов синергетики путем системотехнической ориентации различных достижений9 на создание конкурентоспособных товаров. Сказанное позволяет утверждать, что фундаментальные научные исследования – это только один из факторов технического прогресса, но они никогда не смогут стать адекватной заменой прикладных НИОКР, обеспечивающих инновационную деятельность.

Целям создания (модернизации) промышленных образцов новой техники и технологий служат научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР). Порядок проведения НИОКР по созданию новой техники, в том числе порядок разработки технического задания, разработки документации, изготовления и испытаний опытных образцов продукции, порядок взаимодействия предприятий, научных учреждений и других организаций при согласовании и утверждении нормативно-технической документации на проведение НИОКР, приемки их результатов и взаимодействие с организациями промышленности в процессе работы регламентируется стандартами и специальными методиками10. Рассмотрим более подробно эти унифицированные методы и процедуры.

9Фундаментальных наук; экспериментальных исследований и разработок; обобщения и использования накопленного передового опыта применения того или иного вида техники и технологий; суммирования положительных модификаций, возникающих в каждом поколении техники или технологии; использования рекомендаций по трансферту новых технологий; обобщения деятельности изобретателей, новаторов и рационализаторов.

10Стандартами Единой системы конструкторской документации и производных от нее отраслевых систем, например, «О порядке проведения научно-исследовательских и опытноконструкторских работ по созданию новых образцов ОТСК», приказ Государственного таможенного комитета РФ от 17.03.1999 и других аналогичных разработок уровня стандартов предприятий.

481

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

Порядок проведения научно-исследовательских работ в этом случае регламентируется следующими правилами. НИР является начальным этапом комплекса работ по созданию, освоению и внедрению новых изделий или продукции11. Научно-исследо- вательские работы выполняют в случае, когда разработку продукции невозможно или нецелесообразно осуществлять без проведения соответствующих научных исследований. Основанием для проведения НИР в таких случаях является договор.

Чаще всего НИР проводят методами научного исследования с целью получения:

−обоснованных исходных данных для разработки технического задания на новую или модернизированную продукцию и выявления наиболее эффективных решений для использования их в процессе проведения опытно-конструкторских работ или опытно-технологических работ;

−образцов новых веществ или материалов для их всесторонней проверки перед проведением опытно-технологических работ. Рекомендации завершенной НИР должны обеспечивать возмож-

ность создания конкурентоспособной продукции, соответствующей по своему техническому уровню высшим достижениям качества. При этом желательно подтверждение с использованием научного прогнозирования конкурентоспособности новой продукции на весь период ее производства.

Научно-исследовательские работы проводят обычно в соответствии с календарными план-графиками инновационного проекта, целевой программы или планами координации работ по решению научно-технических проблем. Названные документы предполагают участие в таких научно-технических проектах нескольких организаций и/или предприятий. В этом случае головной исполнитель НИР координирует работу организаций-соисполнителей. Он выступает также в роли заказчика по отношению к соисполнителям и отвечает перед заказчиком НИР за научно-технический уровень работы в целом.

11 Изделия принято подразделять на товарную продукцию, которую производят для поставки заказчику по договорам, и изделия вспомогательного производства (инструменты, приспособления, нестандартизованное оборудование, оргтехоснастку), которые предприятия производят для собственных нужд организации производства.

482

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Обязательным исходным документом НИР является техническое задание (ТЗ). Оно определяет цели и задачи НИР, содержание, порядок проведения работ, способ реализации результатов НИР. Техническое задание на выполнение НИР рекомендуется разрабатывать с использованием средств научного прогнозирования12 путем анализа передовых достижений отечественной и зарубежной науки и техники, результатов поисковых НИР, изучения патентной документации, а также требований заказчика.

В наиболее общем случае ТЗ для проведения НИР формулирует: основание, цель и исходные данные, этапы НИР, основные требования к выполнению работ, способ реализации получаемых научно-технических результатов, перечень технической документации, предъявляемой по окончании работ, порядок рассмотрения и приемки НИР и ее этапов; технико-экономическое обоснование (ожидаемые преимущества новой продукции перед существующими отечественными и зарубежными аналогами, ориентировочную экономическую, бюджетную, коммерческую, социальную, экологическую эффективность от внедрения этой продукции с учетом рисков от ее постановки на производство).

Основные требования к выполнению НИР устанавливают: номенклатуру параметров, численные значения которые необходимо получить, точность их определения, точность воспроизведения внешних условий, способы моделирования объектов исследования (математическое моделирование, физические модели, макеты, экспериментальные образцы и их количество, состав разрабатываемой документации для изготовления) и другие требования, обеспечивающие успешное выполнение задач НИР.

Способ реализации результатов НИР должен характеризовать пути использования результатов НИР для разработки продукции, создания методик расчетов, испытаний, использования результатов НИР, в том числе для обеспечения внешнеэкономической деятельности.

Техническое задание заказчик НИР разрабатывает на основе согласований с головным исполнителем, ведущей (головной)

12 Никифоров А. Д., Ковшов А. Н., Схиртладзе А. Г. Теоретические основы прогнозирования в технике и технологии. М. 2010. 518 с.

483

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

организацией по данному виду продукции или проблеме, организацией-разработчиком целевой программы работ по решению научно-технических проблем, если проводимая НИР включена в нее.

Если в ходе выполнения НИР выявится нецелесообразность дальнейшего проведения работ из-за неизбежности получения отрицательного результата или потери ее актуальности, исполнитель НИР приостанавливает работы и представляет заказчику обоснование для прекращения работ.

Всоответствии с ТЗ научно-исследовательские работы могут быть разделены на определенные стадии (этапы), по которым могут составляться технические отчеты, предусматриваться их рецензирование, доклады по выполненным работам на различных советах (ученом, научно-техническом, экспертном). Каждый этап НИР должен решать конкретные задачи, необходимые для успешного проведения последующего этапа или стадии. Важно при этом заметить, что полученные в процессе НИР решения, которые могут составить предмет изобретения, должны оформляться соответствующими заявками в установленном порядке.

Перечень этапов и стадий выполнения НИР может включать:

−«выбор направления исследования» (осуществляется с целью систематизированного анализа исследуемой проблемы и выявления на его основе наиболее предпочтительного направления научных исследований);

−«теоретические и экспериментальные исследования» (проводятся с целью теоретических обоснований предлагаемого решения по объекту исследования, подтвержденных, как правило, экспериментами);

−«обобщение и оценка результатов исследований» – на этом этапе обычно составляют отчет о НИР.

Входе выполнения экспериментальных исследований модели (макеты, экспериментальные образцы) изготавливают по документации исполнителя НИР под авторским надзором. Описание моделей (макетов, экспериментальных образцов) и экспериментальных установок для получения образцов в случае получения новых веществ, материалов, композитов обычно содержит чертежи, эскизы, другую документацию, по которым изготавливают экспериментальные образцы и экспериментальные установки, данные о программе и методике испытаний, выводы и предложения.

484

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Опыт выполнения НИР позволяет формализовать некоторые основные правила подготовки отчетов о НИР, ориентированных на инновационную деятельность. Например, рекомендации по разработке новой техники и технологий должны содержать:

−предложения по разработке машин, приборов, аппаратов, технологических процессов, средств технологического оснащения, выполнению инновационных проектов, в том числе технического перевооружения производства;

−технические требования для включения в техническое задание на выполнение опытно-конструкторских работ, проект ТЗ на выполнение опытно-конструкторских работ;

−предложения по унификации (типизации, стандартизации, симплификации, разработке параметрических рядов изделий);

−копии свидетельств и патентов, копии заявок на изобретения, оформленные исполнителем НИР;

−технико-экономические обоснования, расчеты и/или проект

бизнес-плана на внедрение новаций или на инновационный проект.

Результаты законченных НИР рассматривают на научно-техни- ческом или ученом совете, его секции или техническом совещании специалистов организации-исполнителя НИР с приглашением заказчика. Для представления (презентации) результатов НИР обычно представляют: утвержденное ТЗ НИР; промежуточные отчеты по всем этапам: отчет о НИР; модели (макеты, экспериментальные образцы); проект ТЗ на выполнение опытно-конструкторских работ, технико-экономические обоснования или расчеты на работу в целом.

Результаты выполненной НИР оценивают на соответствие требованиям ТЗ НИР, обоснованности рекомендаций по разработке новой техники и технологий, оценки технического уровня, патентоспособности и патентной чистоты продукции, предназначенной к разработке по данным рекомендациям. Результатом такой экспертизы является оценка научно-технического уровня проведенных исследований, определение перечня вопросов, требующих дальнейшего решения при проведении опытноконструкторских или опытно-технологических работ. Окончательную приемку НИР осуществляет созданная заказчиком комиссия, которая актирует результаты выполненных работ.

485

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

16.3. Порядок проведения опытно-конструкторских работ

Исходными документами для выполнения опытноконструкторских работ (ОКР) по созданию новой техники и технологии являются государственные программы, годовые планы научных учреждений и предприятий, техническое задание на выполнение ОКР по созданию образца (машины, прибора, аппарата, изделия, комплекта, комплекса, системы) и договор между заказчиком, головным исполнителем ОКР на выполнение работ по инновационному проектированию.

Названные документы на выполнение опытноконструкторских работ должны содержать данные о количестве изготовляемых опытных образцов, количестве комплектов технической документации, передаваемых заказчику, а также требования к обеспечению на стадии разработки изделия его надежности, технологичности, конкурентоспособности.

Основным исходным документом для проектирования является техническое задание на выполнение опытно-конструк- торских работ. Объем технического задания, глубина разрабатываемых в нем данных зависит от сложности создаваемого изделия и типа будущего производства (единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное, массовое). Например, техническое задание на несложный станок может содержать несколько страниц текста и графического материала, а техническое задание на новый самолет – несколько томов, содержащих обоснования тактикотехнических характеристик вплоть до результатов имитационного моделирования, например, встречного боя, если проектируют самолет-истребитель.

Техническое задание средней сложности обычно включает типовые разделы выполнения ОКР: наименование и шифр разработки; основание для разработки; цель разработки и назначение изделия; технические требования, в том числе эксплуатационные; требования к стандартизации и унификации; технико-экономические показатели; эргономические требования; порядок разработки, испытаний, приемки изделий и окончания работ. В зависимости от особенностей изделий допускается вводить и другие разделы. Содержание разделов технического задания (ТЗ) определяет заказчик

486

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

в зависимости от типа изделия, специфики и условий его эксплуатации.

Центральным разделом ТЗ являются «Технические требования» (требования, нормы, технические характеристики, условия эксплуатации, конструктивные требования к изделию и, при необходимости, к его основным составным частям). В этом же разделе перечисляют документы (правила, стандарты, методики, требования пожаро- и взрывобезопасности, санитарные нормы), требованиям которых должно соответствовать изделие. Кроме технических характеристик (параметров) данный раздел обычно содержит и другие сведения: по составу изделия; этапы и стадии проектирования; основные требования (к конструкции и технологичности изделия, к исходным материалам и покупным изделиям) и специальные требования, которые задают по усмотрению заказчика (к надежности; эксплуатационные и ремонтные требования; к упаковке и маркировке; к хранению и транспортированию). Величины, определяющие требования и технические характеристики изделия, желательно указывать с допускаемыми отклонениями или оговаривать их максимальные или минимальные значения. Статистические параметры задают с указанием уровня вероятности, которому соответствует данное значение параметра.

Требования к конструкции и технологичности изделия в зависимости от вида и назначения изделия и с учетом требований Единой системы конструкторской документации также предусматривают:

−указание размеров (габаритных, установочных и присоединительных), способа крепления изделия, запасов регулировки управления, усилий, требуемых для управления и обслуживания и другие конструктивные требования к изделию и его основным составным частям;

−указание массы изделия и ограничения по массе составных частей изделия, а также требования к конструктивному оформлению, количеству транспортируемых единиц, ограничению габаритов и массы в состоянии готовности к транспортированию;

−вид исполнения (контейнерное, блочное, моноблочное и др.);

−показатели технической эстетики, органолептические, биологические, санитарно-гигиенические и другие показатели;

487

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

−возможность, быстрота и легкость сборки и разборки изделия при эксплуатации и ремонте; необходимость доступа к отдельным составным частям изделия для обслуживания и ремонта без демонтажа других составных частей; возможность применения инструментов и приспособлений для обслуживания, сборки и разборки, развертывания и свертывания; допустимость применения нестандартизованного оборудования, инструмента

иприспособлений;

−требования, исключающие возможность неправильной сборки, неправильного подключения кабелей и другие ошибки во время эксплуатации, обслуживания и ремонта изделий; взаимозаменяемость изделия и его составных частей в условиях изготовления, эксплуатации и ремонта;

−требования к средствам защиты (от влаги, солнечной радиации, вредных испарений, коррозии, насекомых, микроорганизмов, грызунов);

−требования к обеспечению безопасности обслуживающего персонала при эксплуатации, обслуживании и ремонте (от воздействия электрического напряжения, движущихся частей изделия, теплового воздействия, высокочастотных и радиационных полей, ядовитых паров и газов, вибраций, акустических шумов и т.п.);

−требования к виду и составу запасных частей, проверочных средств и специальной технологической оснастки, входящих в состав изделия, ремонтно-технологического оборудования, предназначенного для ремонтных мастерских, баз, ремонтных предприятий в целях поддержания изделия, в процессе эксплуатации, в работоспособном состоянии;

−требования по максимальному использованию прогрессивных технологических процессов при производстве изделий, широкому применению унифицированного оборудования, технологической оснастки;

−требования к патентной чистоте и патентоспособности изделия

иего составных частей и другие специальные требования.

Например, специальные условия могут содержать требования: по виду исполнения изделия (экспортного, тропический вариант, атмосферостойкие, для эксплуатации внутри помещений, помехо-

488

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

защищенные (в том числе устойчивые к влиянию гравитационного, магнитного, электромагнитного и электрических полей), износоустойчивые (защищенные от воздействия пыли, песка, снега, обледенения); к контролю изделия (ручной, автоматизированный), контрольно-поверочной аппаратуре и средствам обслуживания изделия.

Другими специальными техническими условиями могут быть требования: к эксплуатации в аварийных ситуациях; к разработке средств для испытаний и моделирования изделия, в том числе с использованием средств искусственного интеллекта: применения экспертных систем, искусственных нейронных сетей, генетических алгоритмов и/или методов нечетной логики, нейроматематики и других современных методов, средств и программно-методических комплексов математического моделирования и оптимизации проектных решений; необходимость разработки математической модели изделия для его структурной или параметрической оптимизации; требования к методам испытаний изделия при разработке и серийном производстве; к обеспечению испытаний изделия на электромагнитную совместимость, радиоэлектронную маскировку и помехозащищенность; требования к метрологическим характеристикам и метрологическим поверкам (для аппаратуры контроля), их периодичности; к технической диагностике и ее уровню (определение работоспособности, необходимости и возможности ремонта, характера и местонахождения неисправностей

ит.п.). На этом перечень специальных требований себя не исчерпывает. Он может быть продолжен требованиями: к исполнению средств технической диагностики (встроенные, подключаемые, передвижные и т.п.), объему, качеству и оперативности контроля параметров изделия при эксплуатации; медицинскими требованиями; требованиями к математическому обеспечению, отработке алгоритмов и программ (для вычислительных комплексов

идругих изделий, содержащих вычислительные средства).

***

489

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

Справочные данные. Основной набор названных и других требований обычно задается стандартами и нормативными документами на выполнение технического предложения, эскизного и технических проектов. В настоящее время для выполнения названных работ руководствуются следующими стандартами:

−ГОСТ 2.118-73. Единая система конструкторской документации. Техническое предложение13.

Техническое предложение разрабатывают в случае, если это предусмотрено техническим заданием с целью выявления дополнительных или уточненных требований к изделию (технических характеристик, показателей качества и др.), которые не могли быть указаны в техническом задании, и это целесообразно сделать на основе предварительной конструкторской проработки и анализа различных вариантов изделия;

13 При разработке технического предложения проводят следующие работы: а) выявление вариантов возможных решений, установление особенностей вариантов (принципов действия, размещения функциональных составных частей и т.п.), их конструкторскую проработку. Глубина такой проработки должна быть достаточной для сравнительной оценки рассматриваемых вариантов; б) проверку вариантов на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформление заявок на изобретения; в) проверку соответствия вариантов требованиям техники безопасности и производственной санитарии; г) сравнительную оценку рассматриваемых вариантов. Сравнение проводится по показателям качества изделия, например, надежности, экономическим, эстетическим, эргономическим. Сопоставление вариантов может проводиться также по показателям технологичности (ориентировочной удельной трудоемкости изготовления, ориентировочной удельной материалоемкости и др.), стандартизации и унификации. При этом следует учитывать конструктивные и эксплуатационные особенности разрабатываемого и существующих изделий, тенденции и перспективы развития отечественной и зарубежной техники в данной области, вопросы метрологического обеспечения разрабатываемого изделия (возможности выбора методов и средств измерения). Если для сравнительной оценки необходимо проверить принцип работы различных вариантов изделия, а также сравнить их по эргономическим и эстетическим показателям, то могут быть изготовлены макеты; д) выбор оптимального варианта (вариантов) изделия, обоснование выбора; установление требований к изделию (технических характеристик, показателей качества и др.) и к последующей стадии разработки изделия (необходимые работы, варианты возможных решений, которые следует рассмотреть на последующей стадии и др.); е) подготовку предложений по разработке стандартов (пересмотр или внесение изменений в действующие стандарты), предусмотренных техническим заданием на данной стадии.

490