Инноватика

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

− ГОСТ 2.119-73. Единая система конструкторской документации. Эскизный проект14.

Эскизный, проект разрабатывают, если это предусмотрено техническим заданием или протоколом рассмотрения технического предложения с целью установления принципиальных (конструктивных, схемных и др.) решений изделия, дающих общее представление о принципе работы и (или) устройстве изделия, когда это целесообразно сделать до разработки технического проекта или рабочей документации. На стадии разработки эскизного проекта рассматривают варианты изделия и (или) его составных частей.

14 При разработке эскизного проекта проводят следующие работы: а) выполнение вариантов возможных решений, установление особенностей вариантов (характеристики вариантов составных частей и т.п.), их конструкторскую проработку. Глубина такой проработки

в) изготовление и испытания макетов с целью проверки принципов работы изделия и (или) его составных частей; г) разработку и обоснование технических решений, направленных на обеспечение показателей надежности, установленных техническим заданием и техническим предложением; д) оценку изделия на технологичность и правильность выбора средств и методов контроля (испытаний, анализа, измерений); е) оценку изделия по показателям стандартизации и унификации; ж) оценку изделия в отношении его соответствия требованиям эргономики, технической эстетики. При необходимости для установления эргономических, эстетических характеристик изделия и для удобства сопоставления различных вариантов по этим характеристикам изготавливают макеты; з) проверку вариантов на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформление заявок на изобретения; и) проверку соответствия вариантов требованиям техники безопасности и производственной санитарии; к) сравнительную оценку рассматриваемых вариантов, вопросы метрологического обеспечения разрабатываемого изделия (возможности выбора методов и средств измерения). Сравнение проводят по показателям качества изделия (назначения, надежности, технологичности, стандартизации и унификации, экономическим, эстетическим, эргономическим). При этом следует учитывать конструктивные и эксплуатационные особенности разрабатываемого и существующих изделий, тенденции и перспективы развития отечественной и зарубежной техники в данной области; л) выбор оптимального варианта (вариантов) изделия, обоснование выбора; принятие принципиальных решений; подтверждение (или уточнение) предъявляемых к изделию требований (технических характеристик, показателей качества и др.), установленных техническим заданием и техническим предложением, и определение технико-экономических характеристик и показателей, не установленных техническим заданием и техническим предложением; м) выявление на основе принятых принципиальных решений новых изделий и материалов, которые должны быть разработаны другими предприятиями (организациями) , составление технических требований к этим изделиям и материалам; н) составление перечня работ, которые следует провести на последующей стадии разработки, в дополнение или уточнение работ, предусмотренных техническим заданием и техническим предложением; о) проработку основных вопросов технологии изготовления (при необходимости) п) подготовку предложений по разработке стандартов (пересмотр и внесение изменений в действующие стандарты), предусмотренных техническим заданием на данной стадии.

491

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

−ГОСТ 2.120-73. Единая система конструкторской документации. Технический проект15.

Технический проект разрабатывают, если это предусмотрено ТЗ или

протоколом рассмотрения технического предложения или эскизного проекта с целью выявления окончательных технических решений, дающих полное представление о конструкции изделия. При разработке технического проекта выполняют работы, необходимые для обеспечения предъявляемых к изделию требований и позволяющие получить полное представление о конструкции

15 В общем случае при разработке технического проекта проводят следующие работы: а) разработку конструктивных решений изделия и его основных составных частей; б) выполнение необходимых расчетов, в том числе подтверждающих технико-экономические показатели, установленные техническим заданием; в) выполнение необходимых принципиальных схем, схем соединений и др.; г) разработку и обоснование технических решений, обеспечивающих показатели надежности, установленные техническим заданием и предшествующими стадиями разработки (если эти стадии разрабатывались); д) анализ конструкции изделия на технологичность с учетом отзывов предприятийизготовителей промышленного производства в части обеспечении технологичности в условиях данного конкретного производства, в том числе по использованию имеющегося на предприятии оборудования, а также учета в данном проекте требований нормативнотехнической документации, действующей на предприятии-изготовителе; выявления необходимого для производства изделий нового оборудования (обоснование разработки или приобретения); разработку метрологического обеспечения (выбор методов и средств измерения); е) разработку, изготовление и испытание макетов; ж) оценку изделия в отношении его соответствия требованиям экономики, технической эстетики; з) оценку возможности транспортирования, хранения, а также монтажа изделия на месте его применения; и) оценку эксплуатационных данных изделия (взаимозаменяемости, удобства обслуживания, ремонтопригодности, устойчивости против воздействия внешней среды, возможности быстрого устранения отказов, контроля качества работы изделия, обеспеченность средствами контроля технического состояния и др.); к) окончательное оформление заявок на разработку и изготовление новых изделий (в том числе средств измерения) и материалов, применяемых в разрабатываемом изделии; л) проведение мероприятий по обеспечению заданного в техническом задании уровня стандартизации и унификации изделия; м) проверку изделия на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформление заявок на изобретения; н) выявление номенклатуры покупных изделий, согласование применения покупных изделий; о) согласование габаритных, установочных и присоединительных размеров с заказчиком или основным потребителем; п) оценку технического уровня и качества изделия; р) разработку чертежей сборочных единиц и деталей, если это вызвано необходимостью ускорения выдачи задания на разработку специализированного оборудования для их изготовления; с) проверку соответствия принимаемых решений требованиям техники безопасности и производственной санитарии; т) составление перечня работ, которые следует провести на стадии разработки рабочей документации, в дополнение и (или) уточнение работ, предусмотренных техническим заданием, техническим предложением и эскизным проектом; у) подготовку предложений по разработке стандартов (пересмотр или внесение изменений в действующие стандарты), предусмотренных техническим заданием на данной стадии.

492

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

разрабатываемого изделия, оценить его соответствие требованиям технического задания, технологичность, степень сложности изготовления, способы упаковки, возможности транспортирования и монтажа на месте применения, удобство эксплуатации, целесообразность и возможность ремонта и т.п.

***

Технические предложения в условиях инновационного проектирования рекомендуется разрабатывать, руководствуясь требованиями Гражданского кодекса России по формированию единой технологии16.

На этапе разработки эскизного проекта ОКР прорабатывают и рассматривают варианты образца. Эскизный проект ОКР разрабатывает головной исполнитель, нередко по согласованному с заказчиком плану-проспекту пояснительной записки эскизного проекта. Цель таких работ – это определение принципиальных, конструктивных или схемных решений образца, дающих общее представление о принципе работы и/или устройства образца новой техники (изделия, машины, прибора, аппарата, либо другого устройства).

Эскизный проект рассматривают на научно-техническом совете или его секции или на техническом совещании специалистов головного исполнителя ОКР, как правило, с участием заказчика. Результаты рассмотрения оформляют решением и направляют при необходимости на заключение и экспертизу (по радиоэлектронной защите, по безопасности, охране здоровья и природы, если на данном этапе предусмотрена экспертиза проектов). Эскизный проект ОКР после получения необходимых отзывов (заключений, экспертных заключений) головным исполнителем представляется заказчику на приемку в доработанном виде.

По результатам приемки эскизного проекта ОКР заказчик выдает заключение об утверждении или отклонении проекта. При необходимости доработки эскизного проекта ОКР по заключению заказчика, а также при отклонении им проекта головным

16 В том числе с использованием электронных баз данных, в которых обобщены патенты, авторские свидетельства на программные продукты, результаты НИР, ноу-хау предприятий и учреждений и другие сведения, необходимые для аналитической работы по обеспечению создания продуктовых и технологических инноваций высокого научно-технического уровня и конкурентоспособности.

493

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

исполнителем ОКР должен быть составлен план-график мероприятий по доработке проекта, который согласовывают с заказчиком.

Порядок разработки технического проекта ОКР определяют с учетом рассмотренных выше требований ЕСКД и следующих правил (процедур):

1)технический проект ОКР разрабатывает головной исполнитель на основании утвержденного эскизного проекта ОКР или технического задания на ОКР, если разработка эскизного проекта не предусматривалась;

2)технический проект ОКР разрабатывает головной исполнитель для выявления окончательных технических решений, дающих полное представление о конструкции образца нового изделия;

3)при разработке технического проекта ОКР допускается использовать отдельные документы, разработанные на этапе эскизного проектирования, если эти документы соответствуют требованиям, предъявленным к документам технического проекта, или если в них внесены изменения с целью обеспечения такого соответствия;

4)в процессе выполнения технического проекта ОКР головным исполнителем ОКР должен быть разработан перечень (комплектность) документации на образец изделия в соответствии со стандартной номенклатурой конструкторской документации;

5)при отсутствии этапа разработки технического проекта ОКР

указанный перечень допускается разрабатывать на этапе разработки рабочей конструкторской документации для изготовления опытного образца.

Порядок разработки рабочей конструкторской документации для изготовления опытных образцов на основании данных эскизного и технического проектов в основном виден из табл. 16.1. Цель и содержание работ рассматриваемого этапа заключается в разработке рабочей конструкторской документации для изготовления и проведения испытаний опытного образца (образцов) изделия.

494

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Т а б л и ц а 16.1 Этапы и стадии разработки рабочей конструкторской документации

При выполнении ОКР для определения характеристик опытного образца и оценки принимаемых конструктивных решений проводят исследовательские (доводочные) испытания. Головной исполнитель ОКР на этом этапе должен представить изготовителю (опытного образца) эксплуатационную документацию на опытный образец до начала предварительных (заводских) испытаний. Порядок изготовления опытного образца (образцов) и проведения предварительных (заводских) испытаний обычно предусматривает следующие положения:

1)цель этапа заключается в изготовлении опытного образца (образцов) и проведении предварительных (заводских) испытаний для определения его (их) соответствия требованиям ТЗ на ОКР и возможности предъявления на приемочные испытания;

495

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

2)этап должен содержать следующие работы не только по изготовлению опытного образца (образцов) и проведение предварительных (заводских) испытаний образца (образцов), но также корректировку рабочей конструкторской документации по результатам изготовления и предварительных испытаний и доработку опытного образца (образцов) по этой документации для предъявления его (их) на приемочные испытания;

3)количество опытных образцов (опытных партий), необходимых для проведения всех видов испытаний, определяется в ТЗ и договоре на ОКР;

4)опытный образец (образцы) должен быть подвергнут головным исполнителем ОКР предварительным (заводским) испытаниям

по программе и методикам испытаний, разработанным в соответствии с требованиями стандартов и заказчика17.

Кроме испытаний предусмотрено также проведение опытной оперативной эксплуатации нового изделия (табл. 16.1). Целью таких работ является всесторонняя проверка образца (образцов) в реальных условиях, проверка полноты и достаточности сведений, содержащихся в эксплуатационной документации, для изучения и правильной эксплуатации, выработки рекомендаций о целесообразности постановки нового изделия на производство.

Из приведенных выше перечней работ ОКР видно, что кроме собственно конструкторских разработок на этапе инновационной деятельности выполняют достаточно большой спектр опытнотехнологических работ.18 Цель таких действий – сокращение сроков создания и постановки на производство новой продукции.

17По требованию заказчика или по решению головного исполнителя ОКР приемочные испытания могут быть поручены специализированной испытательной организации (испытательному центру), имеющей соответствующую лицензию. В приемочных испытаниях, независимо от места их проведения, имеют право принять участие изготовитель и учреждения, осуществляющие надзор за безопасностью, охраной здоровья и природы, которые должны быть заблаговременно информированы о предстоящих испытаниях.

18Например, отработку нового изделия на технологичность, разработку предварительных проектов технологической документации и директивных технологических процессов, разработку ТЗ на проектирование сложного технологического оборудования и других средств технологического оснащения (автоматических линий, гибких производственных систем, стапелей, другого сложного технологического оборудования), выполнение предпроектных (по подготовке производственных мощностей) работ и разработку задания на проектирование новых производств, реконструкции или технического перевооружения действующих производств и другие работы перспективной технологической подготовки производства.

496

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

16.4. Автоматизация НИОКР при разработке техники новых поколений

Для системотехнического моделирования и автоматизации19 технической (инновационной) подготовки производства обычно используют методологию SADT/IDEF0, которая в данном разделе для большей конкретизации процессов инновационной деятельности рассмотрена на примере НИОКР создания авиационных двигателей20 нового поколения.

Выше мы отметили, что в техническом задании на проектирование нового изделия, кроме технических характеристик (параметров) обычно указывают:

−состав изделия;

−этапы и стадии проектирования (литеры: П - техническое предложение, Э - эскизный проект, Т- технический проект, а для рабочей конструкторской документации (О - опытный образец, А - установочная серия, Б - установившееся производство));

−основные требования (к конструкции и технологичности изделия, к исходным материалам и покупным изделиям) и

−специальные требования, которые задают по усмотрению заказчика (по надежности; эксплуатационные и ремонтные

требования; требования к упаковке и маркировке; требования к хранению и транспортированию и другие требования к изделию).

На этом основании можно приступить к решению задач автоматизации стандартных процедур НИОКР (рис.16.1) 21.

19Кривошеев И. А., Селиванов С. Г. Компьютерное моделирование в инновационном проектировании авиационных двигателей. М.: Машиностроение. 2010. 332 c.

20В ведущих моторостроительных фирмах запада, таких как General Electric, Rolls&Royce, Pratt&Whitney, MTU, Snecma, созданы и применяются комплексные информационные системы на базе универсальных систем различных классов – MRP, CAD/CAM/CAE, PDM,

SCADA, ERP и т.д. Среди них BAAN, R/3, Unigraphics, CATIA, NASTRAN, TeamCenter,

LabView и т.д. На их основе развиваются новые технологии и концепции, например: КИП (компьютеризированного интегрированного проектирования и производства), CALS (информационной поддержки жизненного цикла изделия), виртуальной корпорации (с распределенными в пространстве смежниками, связанными корпоративной сетью или Internet), виртуального производства (моделирование производственных процессов), EPD (полного электронного определения изделия) и т.д.

21В современных АСТПП интегрированы различные CAD/САМ/САЕ-подсистемы.

497

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

методология проектирования

методология

изготовления

Рис. 16.1. Функциональная модель НИОКР (пример для разработки авиадвигателей)

498

Раздел V. ИННОВАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Для совместного конструкторско-технологическое обеспечения как конкурентоспособности продуктовых инноваций, так и развития машиностроительного производства за счет разработки технологических инноваций и технологического обеспечения конкурентоспособности новых изделий рекомендуется использовать матричную схему управления инновационными проектами (рис.16.2) с применением в структуре систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных систем технической подготовки производства (АСТПП) и автоматизированной системы научных исследований (АСНИ) высоких и критических технологий22.

Рис.16.2. Граф структуры АСНИ высоких и критических технологий

(АСНИ-ВКТ) в НИОКР

(1, 2, 3…– функциональные блоки этапов и стадий НИОКР по ЕСКД; 2-1; 2-2; 2-3;1- 4; 1-5 – функциональные блоки АСНИ высоких и критических технологий)

***

Пример построения АСНИ показан на рис.16.2–16.7.

22 Selivanov S.G., Pojezalova S.N. The intellectual system of development of directive technological processes in mechanical engineering. CSIT’2011// Proceedings of the 13th International Workshop on Computer Science and Information Technologies. Volume 1. 2011.

499

Глава 16. Научно-исследовательские т опытно-конструкторские работы

Рис.16.3. Функциональная модель исследования и обоснования разработки двигателя с использованием АСНИ высоких технологий (1-й уровень)

500