4 Основні етапи проведення дослідно-конструкторських розробок та фактори, що визначають витрати на ці розробки

Після завершення прикладних НДР за умови позитивних результатів економічного аналізу, що задовольняє фірму з погляду її цілей, ресурсів і ринкових умов, приступають до виконання дослідно-конструкторських робіт (ДКР).

ДКР – ключовий етап в інноваційному процесі. Тут відбувається матеріалізація результатів попередніх етапів у новий продукт.

Основна задача ДКР – створення комплекту конструкторської документації, придатної для серійного виробництва продукту. З метою відпрацьовування документації і перевірки відповідності результатів ДКР вимогам технічного завдання в досвідченому виробництві виготовляється і випробується в заводських і натурних умовах досвідчений зразок.

ДКР представляє в інформаційному змісті поле складних взаємодій різних областей знання: природничих наук, математики, економіки, організації виробництва, керування колективом розроблювачів тощо. Ключовою задачею техніко-економічного проектування в складі ДКР є забезпечення ефективності нового виробу і, отже, його конкурентноздатності на ринку. У цьому зв'язку особливого значення набуває конструювання інтегрального показника якості й інтегрального економічного показника виробу.

У керуванні ефективністю розробки, крім забезпечення її власне техніко-економічних показників, що вирішує значення має скорочення часу на НДДКР і вибір моменту висування нового товару на ринок.

Основні етапи проведення дослідно-конструкторських робіт – це застосування результатів прикладних досліджень для створення (модернізації, удосконалення) зразків нової техніки, матеріалу, технології. Метою ДКР є створення (модернізація) зразків нових виробів, що можуть бути передані після відповідних іспитів у серійне виробництво або безпосередньо споживачу.

Основні етапи ДКР (за ДСТ 15.001-73):

- розробка ТЗ на ДКР;

- технічна пропозиція;

- ескізне проектування;

- технічне проектування;

- розробка робочої документації для виготовлення й іспитів дослідного зразка;

- попередні іспити дослідного зразка;

- державні (відомчі) іспити дослідного зразка;

- відпрацьовування документації за результатами іспитів.

Приблизний перелік робіт на етапах ДКР відбитий у таблиці 2.3.

На цій стадії виробляється остаточна перевірка результатів теоретичних досліджень, розробляється відповідна технічна документація, виготовляються і випробуються зразки нових виробів. Імовірність одержання бажаних результатів підвищується від НДР до ДКР. Приблизно 85-90% НДР дають результати, придатні для подальшого практичного використання; на стадії ДКР 95-97% робіт закінчуються позитивно.

Програми ДКР часто здійснюються в такій послідовності.

На першому етапі задається чи встановлюється технічне завдання. Після цього за допомогою всіляких наукових знань з’ясовується характер виниклих проблем, задумуються, проводяться й аналізуються основні експерименти, що повинні довести реальну досяжність потрібних результатів. Потім винахідник виробляє одне чи кілька конструктивних рішень, за допомогою яких теоретично можна досягти поставленої мети.

Другий етап – це аналіз конструктивних рішень з метою визначення характерних рис підсистем, складних елементів і матеріалів конструкцій. Базисне конструктивне рішення носить лише якісний і схематичний характер, воно вимагає теоретичного розвитку, аналізу і практичної перевірки, у ході яких переборюються різні ступені невизначеності і ризику, перш ніж буде знайдене принаймні одне ясне рішення для кожної проблеми. На цьому етапі значна увага звертається на можливі рівні собівартості й експлуатаційні характеристики розроблювального виробу і на кількість необхідного для розробки часу. Так формується попередній проект; у результаті подальшого аналізу й експериментування з’являється робочий прототип виробу.

Таблиця 2.3 – Приблизний перелік робіт на етапах ДКР

Етапи ДКР	Основні задачі та склад робіт
Розробка технічного завдання на ДКР	Складання проекту ТЗ замовником. Пророблення проекту ТЗ виконавцем. Встановлення переліку контрагентів і погодження з ними окремих ТЗ. Узгодження й затвердження ТЗ
Технічна пропозиція (є підставою для коригування ТЗ і виконання ескізного проекту)	Виявлення додаткових або уточнених вимог до виробу, технічним характеристикам і показникам якості, що не можуть бути зазначені в ТЗ: пророблення результатів НДР; пророблення результатів прогнозування; вивчення науково-технічної інформації; попередні розрахунки й уточнення вимог ТЗ
Ескізне проектування (служить підставою для технічного проектування)	Розробка принципових технічних рішень: - виконання робіт по етапу технічної пропозиції, якщо цей етап не проводиться; - вибір елементної бази розробки; - вибір основних технічних рішень; - розробка структурних і функціональних схем виробу; - вибір основних конструктивних елементів; - метрологічна експертиза проекту; - розроблення та випробування макетів
Технічне проектування	Кінцевий вибір технічних рішень щодо виробу у цілому та його складових частин: - розроблення принципових електричних, кінематичних, гідравлічних і інших схем; - уточнення основних параметрів виробу; - проведення конструктивного компонування виробу та видача даних для його розміщення на об’єкті; - розроблення проектів ТУ на поставку та виготовлення виробу; - випробування макетів основних приладів виробу в натуральних умовах
Розроблення робочої документації для виготовлення та випробування дослідного зразка	Формування комплекту конструкторських документів: - розроблення повного комплекту робочої документації; - узгодження її з замовником і заводом-виробником серійної продукції; - перевірка конструкторської документації на уніфікацію та стандартизацію; - виготовлення в дослідному виробництві дослідного зразка; - налагодження та комплексне регулювання дослідного зразка
Попередні випробування	Перевірка відповідності дослідного зразка вимогам ТЗ й визначення можливості його пред’явлення на державні (відомчі) випробування: - стендові випробування; - попередні випробування на об’єкті; - випробування на надійність
Державні (відомчі) випробування	Оцінка відповідності вимогам ТЗ і можливості організації серійного виробництва
Оброблення документації за результатами випробувань	Внесення необхідних уточнень і змін до документації. Присвоєння документації літери „О1”. Передача документації заводу-виробнику

Третій етап – детальне конструювання, що передбачає вироблення рекомендацій із закупівлі матеріалів, по конструкції основних вузлів і зборці досвідченого зразка. Детальний проект іноді починають складати паралельно з попереднім, але тоді в роботу приходиться постійно вносити виправлення в міру розробки попереднього проекту. Після остаточного прийняття проекту пропоновані удосконалення, якщо вони затримують його здійснення, найчастіше відхиляються.

Нарешті, на четвертому етапі проводяться іспити дослідного зразка, його модифікація з метою усунення дефектів і знову іспити. У добрій нагоді його характеристики зрештою досягають прийнятного рівня.

Межа між науковим дослідженням і дослідно-конструкторською розробкою нерідко є дуже неясною. Різниця між ними полягає головним чином у напрямку роботи, у ступені невизначеності кінцевих результатів, закладеної в даній проблемі, і в очікуваній тривалості часу, протягом якого виконувана робота не буде давати видимого ефекту. Дослідження в більшому ступені спрямовані на пошуки нових знань (а не можливостей робити той чи інший продукт), вони пов’язані з більшою невизначеністю кінцевого результату, і період їхнього завершення триваліше, ніж у розробок.

До факторів, що визначають розмір витрат на дослідно-конструкторські розробки, слід віднести наступні.

По-перше, розмір і складність створюваного виробу. Для конструювання великого виробу з великим числом деталей потрібно більше ресурсів, тому що приходиться складати більше креслень, додавати більше зусиль для аналізу проекту і проводити більшу кількість іспитів. Крім цього, при тій самій кількості деталей вартість розробки виробу має пряме відношення до взаємозалежності між цими деталями. Якщо така взаємозалежність велика, зміни в одній деталі вимагають переконструювання й інших частин виробу. Таким чином, великі зміни в конструкції виробу можуть коштувати великих коштів.

Другий фактор – це величина зрушення в характеристиці виробу, до досягнення якого спрямована програма. Більш великі зрушення, як правило, вимагають більш високих витрат, тому що для цього необхідно виконати спеціальне конструювання більшого числа деталей, доводиться робити більше помилок і переробляти більшу кількість операцій. Звичайно в тих випадках, коли прагнуть до більш значних результатів, програму супроводжує велика невизначеність: у крайніх випадках може навіть виявитися скрутним виділити найважливіші з числа технічних проблем, що коштують. Доводиться платити витрати для зменшення цієї невизначеності; програма, якщо її виконання взагалі можливо, виявляється більш дорогої, чим у тому випадку, якби вона ставила метою досягнення більш скромних результатів у розвитку даної галузі техніки.

Третій фактор – тривалість періоду розробки. Деякі економісти думають, що існує функціональна залежність між розрахунковою тривалістю розробок і загальною кількістю ресурсів, затрачуваних на їхнє здійснення. Основний їхній висновок полягає в тому, що тривалість розробок можна скоротити тільки шляхом збільшення їхньої загальної вартості.

При прискореному графіку виконання програми ДКР доводиться більше задач вирішувати не послідовно, а одночасно, при цьому губиться важлива перевага послідовного шляху, що полягає в тому, що рішення кожної задачі приводить до знань, корисним для виконання інших задач; збільшується число неправильних шляхів і негідних рішень. До того ж при системі одночасних розробок загальні витрати робочого часу більше, ніж при послідовному виконанні. Ці явища зводять нанівець можливий ефект від зменшення обсягу марної роботи і деяких накладних витрат у результаті прискореного здійснення програми.

Четвертим фактором є досягнення фундаментальних наук у розроблювальній галузі, а також наявність і характер необхідних деталей і матеріалів. Створення визначеного виробу виявляється набагато легшим і дешевшим у випадку розширення фундаментальних знань, що дозволяють краще передбачати особливості охоплюваних розробками явищ. Подібні ж результати дає удосконалювання іспитового устаткування (а також такі зміни, як більш широке застосування в конструкторській справі електронно-обчислювальних машин). Крім того розробки полегшуються завдяки удосконаленню деталей і матеріалів, причому найчастіше особливо важливе значення має поліпшення властивостей матеріалів.

П’ятий фактор – застосовувана стратегії в галузі розробок. Вона являє собою сукупність принципів прийняття рішень при розподілі ресурсів у ході здійснення програми. Стратегії розробок приділялася величезна увага, особливо в програмах розвитку військової авіації. Нерідко затверджують, що для досягнення значного прогресу в заданій галузі правильна стратегія повинна скоріше ґрунтуватися на гнучкості програм і прагненні до радикального поповнення наявних знань, ніж форсувати розробки в попередньо заданому напрямку.