Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Планирование и организация научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Н.С. Коваль, И.К. Цыбрий, В.А. Лебедев
ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ
И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ
Учебное пособие
Ростов-на-Дону
ДГТУ
2023
2
УДК 621.9.08(075)
К56
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор В.П. Димитров;
доктор технических наук, доцент В.Л. Земляков
Коваль, Николай Сергеевич.
К56 Планирование и организация научно-исследовательских
и опытно-конструкторских работ : учебное пособие / Н.С. Коваль,
И.К. Цыбрий, В.А. Лебедев ; Донской государственный технический
университет. – Ростов-на-Дону : ДГТУ, 2023. – 133 с.
ISBN 978-5-7890-2130-9
Приведены основные сведения о научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работах. Рассмотрены вопросы, связанные с
планированием и организацией проводимых работ, содержанием технической, научно-технической и патентной документации на различных этапах НИОКР, а также дана характеристика методов решения
изобретательских задач.
Предназначено для обучающихся вузов и специалистов приборо-
строительных и машиностроительных направлений и отраслей.
УДК 621.9.08(075)
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Донского государственного технического университета
ISBN 978-5-7890-2130-9
© Коваль Н.С., Цыбрий И.К.,
Лебедев В.А., 2023
© Донской государственный
технический университет, 2023
3
Введение
Развитие любого предприятия возможно только при условии выпуска
им конкурентоспособных технологий или продукции. Это может быть
достигнуто только за счет постоянно проводимых научно-исследовательских
и опытно-конструкторских работ (НИОКР) в различных направлениях.
В малых предприятиях научно-исследовательская часть НИОКР может быть
выполнена в специализированных организациях, таких как НИИ, лаборатории вузов и т. д., однако работы, связанные, например, с изготовлением
и испытаниями опытных образцов, могут быть осуществлены только в производственных условиях. Внутри крупных предприятий в обязательном порядке предусматриваются специализированные структурные подразделения,
необходимые для выполнения НИОКР (патентные отделы, лаборатории,
экспериментальные цеха), а в конструкторском подразделении этим занимаются соответствующие специалисты.
Для успешной реализации НИОКР необходимо не только выполнить
комплекс работ, предусмотренный техническим заданием, но и правильно
организовать весь процесс. Понимание последовательности различных этапов НИОКР, содержания различной документации, порядка ее согласования
и подписания позволяет не только выполнить работы в срок, но и сделать это
с наименьшими затратами. Организация здесь может рассматриваться как
определение последовательности действий, выполняемых различными специалистами внутри отдельной или нескольких организаций для достижения
определенного результата – получения продукции заданного качества.
Организация любого процесса тесно связана с планированием, т. е. установлением не только порядка каких-либо действий, но и учетом, распределением необходимых для этого ресурсов. В качестве ресурсов рассматриваются
время, люди, материалы и т. д. Для успешного планирования НИОКР необходимо обладать современными средствами. Широкое распространение
на сегодняшний день получили программные средства на основе CALSтехнологий, охватывающие все стадии жизненного цикла продукции. Проведение экспериментальных исследований невозможно представить без предварительного планирования, осуществляемого в соответствии с научными
положениями и позволяющего снизить их стоимость и продолжительность.
Отдельную категорию составляют работы, связанные с решением изобретательских задач, возникающих на всем протяжении НИОКР. Несмотря
на сложность, а порой невозможность планирования творческой работы,
существуют принципиальные методические подходы, позволяющие генерировать новые идеи, способствующие решению возникающих задач.
Целью настоящего учебного пособия является освещение вопросов,
связанных с планированием и организацией работ, проводимых в ходе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в отдельности и при
выполнении НИОКР.
4
1. НАУКА И НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Понятие науки и ее структура.
Классификация наук
Понятие науки многогранно. В первую очередь под наукой следует понимать сферу деятельности человека, направленную на получение
и расширение знаний в различных областях. К ним можно отнести
окружающий мир, общество, мышление и т. д. Полученные знания
нуждаются в систематизации, которая осуществляется посредством
науки. Наряду с этим совокупность социальных институтов, деятельность которых направлена на познание окружающего мира, также является наукой. Здесь она выступает в роли системы, взаимосвязанными
элементами которой являются исследователи, организации и т. д. Термин «наука» также используют с целью определения конкретной области научного познания (например, химия, биология, информатика и т. д.).
Основной целью науки является получение новых истинных знаний о субъективном и объективном мире. Такая деятельность нацелена
на получение фактов, их систематизацию и анализ. В результате создается возможность синтезирования знаний о природе и явлениях, раскрытия причинно-следственных связей и прогнозирования.
Основные задачи науки:
1. Сбор, описание и анализ фактов, полученных в результате
наблюдения за явлениями, объектами и процессами. Обобщение
и установление взаимосвязи между ними.
2. Систематизация научных знаний.
3. Обнаружение и объяснение закономерностей явлений и процессов.
4. Прогнозирование поведения объектов или параметров процесса
на основе раскрытых закономерностей.
5. Определение возможности применения полученных знаний
в практической деятельности человека.
Структура науки может быть представлена различно, в зависимости от того, с какой точки зрения рассматривать ее в качестве системы.
Если первостепенный интерес представляет внутренняя структура,
5
Рис. 1.1. Внутренняя
структура науки
Рис. 1.2. Объектно-субъектная
структура науки
то основными элементами могут быть методология, понятийный аппарат, теория
и т. д. (рис. 1.1).
Все элементы системы взаимосвязаны определенным образом. Например,
существование теории невозможно без понятийного аппарата, который может быть
узкоспециализированным или универсальным в зависимости от области исследований, в которой работают научные кадры.
Чаще всего исследования проводятся
группой исследователей с использованием
соответствующего материально-технического обеспечения в соответствующих учреждениях, таких как НИИ, специализированные лаборатории, научно-исследовательские центры. Тогда связь между ними может носить организационный характер.
Если рассматривать науку с точки зрения взаимодействия объекта
и субъекта познания при решении конкретной проблемы, то структура
будет иметь вид, представленный на рис. 1.2. Объектом исследования
в этом случае является процесс или явление, включающее в себя предмет исследования, порожденное определенной проблемой. В общем смысле объектом выступает некоторая область, которую изучает
наука, а предметом является его некоторая
часть. Например, приборостроение как область науки в качестве объекта рассматривает методы и средства разработки и производства средств измерений, обработки
и представления информации, автоматических и автоматизированных систем управления. Биотехнические системы и технологии – методы и средства разработки и диагностики
средств измерений медицинского назначения, обработки и представления информации. В качестве субъекта может выступать организация,
коллектив исследователей или конкретный исследователь. Решение
возникающей проблемы или постижение законов в рассматриваемой
области осуществляется с помощью методологии, приемов и операций.
6
Классификация наук осуществляется на основе их взаимосвязи,
может быть построена, например, в зависимости от метода, предмета
или сферы познания. Так, Л.Г. Джахая (Классификация наук как философская и науковедческая проблема. Сухуми, 1969) предлагает разделение наук на четыре группы:
– логико-математические;
– естественнонаучные (фундаментальные науки);
– инженерно-технические и технические (прикладные науки);
– социально-гуманитарные (общественные науки).
Первая группа рассматривает физическую составляющую явлений
и процессов с целью количественной оценки, описания закономерностей на языке математики. Естественнонаучные науки нацелены на исследование законов окружающего мира и представляют собой систему
наук о природе. К ним относят биологию, геологию, географию и т. д.
Третья группа включает в себя такие науки, как приборостроение, электротехника, энергетика, и часто направлена на исследование возможности использования существующих знаний для практического применения
в своей области. Последняя группа включает науки об обществе и человеке. К ним можно отнести философию, историю, демографию и т. д.
Данная классификация также учитывает наличие смежных наук,
таких, которые образовались на границе двух и более отдельных наук
(например, кибернетика, экономическая геология, геофизика и др.).
В другой классификации, предложенной А.Б. Пономаревым
(Методология научных исследований. Пермь, 2014), науки разделяются
на три группы:
– естественные – о природе;
– гуманитарные и социальные – об обществе;
– о мышлении и познании.
Согласно общероссийскому классификатору специальностей по
образованию выделяют следующие направления подготовки в соответствии с научными областями:
1. Математические и естественные науки.
2. Инженерное дело, технологии и технические науки.
3. Здравоохранение и медицинские науки.
4. Сельское хозяйство и сельскохозяйственные науки.
5. Науки об обществе.
7
6. Образование и педагогические науки.
7. Гуманитарные науки.
8. Искусство и культура.
9. Оборона и безопасность государства. Военные науки.
Данная классификация представляет собой обширные группы,
внутри которых находятся подгруппы. Например, во вторую группу
входят такие направления, как архитектура, информационные технологии, электроника, содержащие собственную научную область.
Подготовка квалификационных работ на соискание степеней кандидата и доктора наук, а также присвоение ученых званий осуществляется в соответствии с номенклатурой научных специальностей. Разделение производится следующим образом: научная область – группа
научных специальностей – научная специальность – отрасль науки.
Всего выделено пять научных областей.
1. Естественные науки.
2. Технические науки.
3. Медицинские науки.
4. Сельскохозяйственные науки.
5. Социальные и гуманитарные науки.
Например, первая область включает в себя такие группы научных
специальностей, как математика и механика, компьютерные науки
и информатика, физические науки, химические науки, биологические
науки, науки о земле и окружающей среде. А к первой группе относятся
следующие научные специальности: биомеханика и биоинженерия; вещественный, комплексный и функциональный анализ; дифференциальные уравнения и математическая физика и др. Кроме того, каждая специальность отнесена к соответствующей отрасли науки. В рамках каждой из них реализуются соответствующие разработки и исследования,
они характеризуются конкретным предметом исследования и сферой
интересов ученых, системой изданий научных трудов и т. д. Отрасли
наук в зависимости от методологических, предметных и функциональных признаков принято разделять на физико-математические, химические, биологические, технические, исторические, сельскохозяйственные науки и т. д. Существующая классификация позволяет распределить
научных работников по различным областям научной деятельности.
8
Рис. 1.3. Классификация
научных исследований
1.2. Понятие, классификация и структура
научных исследований
Научное исследование является формой существования и разви-
тия науки. Научно-исследовательская деятельность направлена, в соответствии с определением науки, на получение, анализ, систематизацию
и практическое применение новых знаний. Основной ее целью является
определение объекта исследования и изучение его свойств, параметров,
структуры, взаимосвязей с другими объектами с помощью существующих принципов и методов познания, а также апробация полученных
результатов на производстве с получением экономического или иного
эффекта. Разработка новых методик, приемов, с помощью которых
познается объект, также является научным исследованием. Объектом
научного исследования может являться как материальная, так и идеальная система, а предметом – ее структура, взаимосвязь ее элементов,
их свойства и т. д. Ценность результатов научных исследований определяется степенью сложности рассматриваемой проблематики, достоверностью и объективностью сделанных выводов и обобщений.
Классификация исследований осуществляется по различным при-
знакам (рис. 1.3):
– по степени сложности решаемой
проблемы;
– источнику финансирования;
– длительности;
– используемым методам иссле-
дования.
По первому признаку различают
исследования фундаментальные, прикладные и разработки. Наиболее сложные проблемы решаются в результате
проведения фундаментальных исследований, которые проводятся на границе
известного и неизвестного. Они пре-
следуют своей целью открытие и исследование новых явлений, законов
природы, разработку новой методологии исследований. Прикладные
9
исследования направлены на отыскание путей решения существующих
проблем общества, производства за счет применения результатов фундаментальных исследований. Фундаментальные и прикладные исследования могут быть поисковыми, направленными на расширение знаний в
исследуемой области. Они проводятся в случае отсутствия достаточного объема теоретических и экспериментальных данных по тематике или
полного их отсутствии. Достаточно часто прикладные исследования
проводятся в форме научно-исследовательской работы (НИР), научноисследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), патентных исследований. В результате их проведения могут создаваться новые технологии, методики, экспериментальные установки и приборы.
Полученная в результате фундаментальных и (или) прикладных исследований научно-техническая информация может быть преобразована в
форму, пригодную для освоения производством, например для выпуска
изделия. В таком случае говорят о разработке, направленной на создание новых технологий, материалов, изделий или их совершенствование
и модернизацию. Конечной целью разработки является внедрение результатов исследований на производство.
В зависимости от источника финансирования научные исследова-
ния могут быть бюджетными, хоздоговорными и нефинансируемыми
(инициативными). Бюджетные исследования финансируются за счет
средств бюджета РФ или ее субъектов. Сюда же можно отнести гранты
и программы, реализуемые государством. Хоздоговорное финансирование подразумевает заключение хозяйственного договора между организацией или частным лицом и исполнителем. В лице исполнителя
работ выступает исследователь, группа исследователей или организация. Последняя разновидность исследований проводится без финансирования. Может быть выполнена по соответствующему договору или
в рамках инициативной НИР. К ним можно отнести, например, исследования, проводимые в рамках индивидуального плана преподавателя
или НИР студента.
По длительности исследования могут быть долгосрочными, краткосрочными и экспресс-исследованиями. Такое деление весьма условно, однако их продолжительность может варьироваться от месяца
до нескольких лет, в зависимости от объема работ и условий договора.
10
Рис. 1.4. Структура уровней
познания и организации знаний
С учетом используемых методов исследований выделяют различные их виды. К ним можно отнести, например, методические, описательные, экспериментально-аналитические, историко-биографические,
теоретические, эмпирические, смешанные и т. д. Наибольшее распространение получили три последних вида исследований.
Выделяют два уровня познания и организации знаний – теоретический и эмпирический (рис. 1.4). Первый подразумевает использова-
ние логических методов познания (умозаключения, законы и т. д.), с помощью
которых устанавливаются факты, взаимосвязи и закономерности исследуемого
объекта. Познание с помощью органов
чувств может присутствовать, но оно
играет второстепенную роль и является
подчиненным. Эмпирический уровень
предусматривает применение органов
чувств для познания окружающего мира, т. е. преобладает чувственное познание над теоретическим. Теоретическое
познание присутствует, но является
подчиненным. Каждый из рассмотренных уровней имеет свою иерархию.
Структуру теоретического уровня познания и организации знаний
составляют проблема, теория и гипотеза. Под проблемой понимают
сложную задачу теоретического или практического характера, решение
которой не известно или известно не полностью. Проблема, которая
решается в результате исследований, может быть простой, сложной или
требующей нестандартного подхода. Для ее характеристики необходимо рассмотреть ее структуру, воспользовавшись следующими вопросами:
1. Сформулируйте проблему, на основании каких стандартов
можно оценить ее показатели?
2. Где выявлена проблема? На сколько широко она распространена?
Какие структурные составляющие она затронула?
3. Является ли проблема общеизвестной или нет?
4. На сколько важно решение проблемы? Какой ущерб от нее?
Что произойдет при ее решении?
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]