Организация научных исследований и конструкторской подготовки производства

Науку часто смешивают со знанием. Это грубое недоразумение. Наука есть не только знание, но и сознание, то есть умение пользоваться знанием как следует.

В. Ключевский

Научные исследования являются основой для развития техники, открывают перед ней новые технологические возможности и потенциал создания инновационной продукции. В свою очередь, развитие производства способствует развитию материально-технической базы научных исследований. В этой связи представляется важным рассмотреть вопросы организации научных исследований и конструкторской подготовки производства, иначе говоря, того, что в зарубежной практике называется «Research & Development» (R&D) — исследования и разработки.

Как отмечалось в первой главе, к научно-исследовательским работам этой группы могут относиться поисковые и прикладные исследования.

Поисковые исследования выполняются с целью отыскания на основе результатов фундаментальных исследований оптимальных научнотехнических решений и предназначены для изучения возможности создания новой техники, новых форм и методов организации производства. Поисковые исследования выполняются главным образом в отраслевых научноисследовательских институтах.

Прикладные исследования направлены на решение научнотехнических задач для непосредственного использования в проектных разработках и предназначены для определения методов создания новых изделий и технологий, радикального улучшения выпускаемой продукции. К прикладным исследованиям также относятся и исследования в области совершенствования технологий и организации производства. Они, как правило, осуществляются крупными научно-производственными объединениями, а также отраслевыми научно-исследовательскими институтами и вузами, заключающими хозяйственные договоры с предприятиями на выполнение конкретных исследований для непосредственного внедрения результатов в производство.

К прикладным научным исследованиям, выполняемым непосредственно на предприятиях, относятся исследования по созданию нормативнотехнической, проектной, конструкторской и информационной документации для непосредственного внедрения в производство. Кроме того, могут осуществляться организационно-методические и плановые работы исследовательского характера, вытекающие из общих задач предприятий, в том числе разработка перспективных планов развития, мероприятий по стандартизации, повышению качества и надежности выпускаемой продукции, техникоэкономических исследований, составления экспертных заключений и т. п.

Последовательность выполнении научно-исследовательской работы, количество этапов и их содержание зависят от целей исследований, характера и сложности НИР, степени разработанности темы.

Порядок выполнения научно-исследовательских работ данного уровня определяется ГОСТ 15.101−98. Стандарт устанавливает:

• — общие требования к организации и выполнению научноисследовательских работ;
• — порядок выполнения и приемки НИР;
• — этапы выполнения НИР, правила их выполнения и приемки;
• — порядок разработки, согласования и утверждения документов в процессе организации и выполнения НИР;
• — порядок реализации результатов НИР.

Основанием для выполнения научно-исследовательской работы служит Техническое задание на выполнение НИР и (или) контракт (договор) с заказчиком, устанавливающие цель, содержание и порядок работ, требования к содержанию, объему и срокам выполнения НИР, намечается способ реализации полученных результатов исследования. При разработке технического задания целесообразно опираться на опыт предшествующих отечественных и зарубежных научных достижений в этой области, использовать методы научного прогнозирования, результаты патентных исследований. Техническое задание разрабатывает исполнитель НИР и согласовывает с заказчиком, а в необходимых случаях — с ведущей организацией по данной продукции и с разработчиком программы по решению этой научно-технической проблемы.

Процесс выполнения НИР в общем случае состоит из следующих этапов: выбор направления исследования, теоретические и экспериментальные исследования, обобщение и оценка результатов исследований, выпуск отчетной научно-технической документации (ОНТД) по НИР, приемка НИР. При выполнении прикладных НИР выбор направления исследования обычно в самостоятельный этап не выделяется.

Конкретные этапы для выполнения НИР устанавливаются в Техническом задании, там же указываются сроки их выполнения, исполнители и конечный результат. Каждый этап НИР должен решать конкретные задачи, необходимые для успешного проведения последующего этапа и уточнения содержания и направления НИР в целом.

Выбор направления исследований проводят с целью определения оптимального варианта направления исследований на основе анализа состояния исследуемой проблемы, в том числе результатов патентных исследований, и сравнительной оценки вариантов возможных решений с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичным проблемам. На этом этапе проводятся сбор, изучение и критический анализ всех доступных источников вторичной научной информации, нормативно-технической документации, информации о продуктах-аналогах. Проводится патентный поиск и составляется отчет о патентных исследованиях.

Формируются возможные направления решения научной проблемы, разрабатывается общая методика проведения исследований, определяются вероятные способы и приемы исследований. Одновременно уточняется экономическая эффективность разработки и внедрения новой продукции, определяются сроки инженерных разработок и конструкторской подготовки производства, составляется программа исследований и разработок и планыграфики работ.

Теоретические исследования проводятся с целью получения требуемых теоретических обоснований предлагаемых решений. Эмпирические исследования имеют целью подтверждение отдельных теоретических положений или отыскание приемлемых значений необходимых параметров.

На этом этапе разрабатываются методики экспериментальных исследований, подготавливается приборная обстановка, модели и макеты и испытательное оборудование, проводятся измерения и эксперименты, результаты которых сопоставляются с теоретическими исследованиями.

В ходе прикладных исследований на данном этапе могут, при необходимости, создаваться макет проектируемого изделия и проводиться исследования характеристик и режимов его функционирования. Завершается данный этап прикладных исследований разработкой предложений по технологии изготовления новой техники и оформлением протокола испытаний.

Обобщение и оценка результатов исследований проводится с целью оценки эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Данный этап предполагает составление и оформление итогового отчета, иной отчетной научно-технической документации, которая должна содержать в интегрированном виде результаты работ, проведенных на всех этапах НИР, и рекомендации по разработке новой техники. В этот период оценивается полнота решения поставленных задач, целевая и экономическая эффективность научных разработок. Если установлена целесообразность выполнения проектно-конструкторских работ, то разрабатывается проект технического задания на проведение опытно-конструкторских работ (ОКР) и предложения по стандартизации новой техники. Результаты научно-исследовательской работы рассматриваются и обсуждаются на научно-техническом совете организации, проводящей исследования.

Для экспериментальной проверки возможности создания образца продукции и определения его технических характеристик, проверки правильности результатов теоретических исследований и выбора оптимального технического и конструкторско-технологического решения и в процессе выполнения НИР при необходимости создают макеты, модели и экспериментальные образцы. Их испытания проводят по утвержденным программам и методикам исполнителя НИР, согласованным с заказчиком по его решению. Результаты испытаний оформляют протоколом (актом) испытаний.

После окончания этапа НИР или НИР в целом се результаты и отчетная научно-техническая документация должны быть рассмотрены на научнотехническом совете организации — исполнителя НИР.

Завершающим этапом является приемка НИР, в ходе которой постоянно действующая или специально создаваемая заказчиком приемочная комиссия, назначаемая организацией-заказчиком, принимает НИР в соответствии с подписанной ею программой. Приемка НИР заключается в рассмотрении и оценке результатов выполненных работ, качества предъявленной отчетной документации и других материалов в соответствии с требованиями Технического задания и контракта. По результатам приемки приемочная комиссия составляет акт, который подписывают председатель и все члены комиссии и утверждает заказчик. НИР считается выполненной и принятой после утверждения решения по акту приемки организацией, назначившей комиссию, при наличии документа о положительном результате рассмотрения работы на научно-техническом совете или его секции и утвержденного отчета о НИР.

Завершенную НИР считают реализованной, если ее результаты использованы при разработке:

• — основных направлений или федеральных (региональных, межгосударственных) целевых программ развития техники;
• — новых (модернизации существующих) образцов продукции или их составных частей;
• — технических заданий, по которым разрабатывают новые (модернизируют существующие) образцы продукции;
• — решения о коренном изменении направлений отдельных научноисследовательских, опытно-конструкторских или опытно-технологических работ;
• — технических заданий на другие НИР;
• — нормативных, технических и организационно-методических документов (стандартов, положений, методик, инструкций, руководств), используемых при разработке, производстве, эксплуатации и ремонте продукции;
• — программ и методик испытаний новых (модернизированных) образцов продукции.

Основным структурным звеном предприятия, в котором проводятся научно-исслсдоватсльскис работы, являются научно-исслсдоватсльскис лаборатории. Для каждой лаборатории разрабатывается и утверждается положение о структурном подразделении, в котором излагаются цели, задачи, структура лаборатории и перечень выполняемых работ. В лабораториях выполняются научные и практические разработки, которые проверяются на экспериментальной базе или непосредственно в производственных условиях.

Планирование поисковых и прикладных научных исследований и разработок осуществляется на основе научно обоснованных прогнозов, которые определяют пути создания качественно новых изделий, оборудования, материалов и потребности в инновационных продуктах и технологиях в планируемом периоде. Основной формой планирования НИОКР служит перспективный тематический план, который содержит перечень проблем и тем, подлежащих разработке и реализации. Разработка планов осуществляется по следующим этапам: выявление основных направлений и производственнотехнических задач; разработка содержания тем, обеспечивающих решение научно-технических задач по направлениям; рассмотрение и принятие решений по предложениям смежных отраслей и предприятий; определение основных объемных показателей плана.

Одновременно разрабатываются предложения по подготовке лабораторий и опытно-производственной базы, обучению кадров; ориентировочно определяется потребность в специальных материалах, оснастке, оборудовании, изготовление которых должно быть вновь организовано. Основой планово-учетной единицы является тема. На основе перспективного плана составляется годовой тематический план НИОКР.

Для проверки уровня технических решений, их патентоспособности, патентной чистоты патентный отдел выполняет специальные исследования, проводит патентный поиск. Наиболее распространенным видом патентного поиска является тематический (предметный) поиск, в котором используются классификации изобретений, систематические показатели (текущие, годовые, итоговые), рефераты, бюллетени и другая патентная документация.

Большую роль в обеспечении работников предприятий своевременной и качественной информацией играет отдел научно-технической информации. На предприятиях наряду с ручным поиском информации стали внедряться автоматизированные поисковые системы, которые разрабатываются в рамках международных программ.

Организация конструкторской подготовки производства зависит от сложности, объема, характера научных исследований и опытноконструкторских разработок. При привлечении к разработкам нескольких организаций назначается организация — головной исполнитель, которая координирует работу организаций-соисполнитслей, согласовывает планы работ, программу постановки на производство нового изделия и его агрегатов.

Основанием для выполнения опытно-конструкторских работ на предприятиях служат целевые комплексные программы и тематический план предприятия. Исходным документом для выполнения ОКР является договор с предприятием-заказчиком на разработку и освоение нового изделия. В отраслевых стандартах и руководящих документах приводятся содержание и порядок выполнения ОКР с учетом отраслевых особенностей.

Конструкторская подготовка производства представляет собой совокупность процессов и работ, направленных на разработку конструкторской документации для серийного изготовления новых и совершенствования выпускаемых изделий. Конструкторская подготовка выполняется в соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), как правило, после проведения опытно-конструкторских работ.

ЕСКД является системой постоянно действующих технических и организационных требований, которые позволяют использовать конструкторскую документацию без ее переоформления, на предприятиях разных отраслей промышленности. ЕСКД позволяет механизировать и автоматизировать процесс создания конструкторской документации и обеспечить готовность предприятия к постановке на производство нового изделия и организовать его выпуск в короткий срок.

Приемка технической документации от организации-разработчика, ее доработка применительно к условиям завода, непосредственная конструкторская подготовка производства осуществляется отделом главного конструктора, которому подчинены опытный цех, экспериментальные участки, исследовательские лаборатории, а также конструкторские бюро, патентное бюро, бюро технической документации и тому подобные структуры.

Прием технической документации включает проверку се комплектности и учет поступившей документации, доработку рабочих чертежей применительно к условиям предприятия, корректировку документации по выявленным замечаниям, корректировку технической документации по результатам изготовления и испытания первых образцов и согласование изменений с заказчиком, а также составление и согласование технических условий на установочную серию и серийный выпуск.

Конструкторская подготовка производства предполагает разработку технического предложения, эскизного и технического проекта, а также рабочей документации.

Техническое предложение — совокупность конструкторских документов, содержащих технико-экономическое обоснование разработки необходимой документации изделия, различных вариантов возможных конструкторских решений и сравнительной оценки предлагаемых решений с учетом конструкторских и эксплуатационных особенностей, а также патентных исследований.

Эскизный проект включает документацию, содержащую принципиальные конструкторские решения и дающую представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие его основные параметры.

Технический проект — совокупность документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации, а при необходимости — изготовление и испытание макетов экспериментальных образцов.

Рабочий проект включает конструкторскую документацию, предназначенную для изготовления и испытания нового изделия, и разрабатывается отдельно для опытного образца, единичного, серийного и массового производства.

По результатам изготовления и предварительных испытаний опытного образца проводят корректировку конструкторской документации. Предварительное испытание организует и проводит организация-разработчик с привлечением представителей предприятия — изготовителя продукции. Для оценки целесообразности производства разработанной продукции создается приемочная комиссия.

С целью определения готовности производства к серийному выпуску изготавливают установочную серию (первую промышленную партию) изделий. Образцы из этой серии подвергают испытаниям на предприятииизготовителе при участии представителей разработчика.

В процессе конструкторской подготовки производства создается и используется большое количество документов: оригиналы, подлинники, дубликаты, копии. Соблюдение четкого порядка оформления, размножения и выдачи документов возлагается на отдел технической документации, центральный технический архив и рабочие технические архивы отделов и цехов завода. Для оперативного учета и нахождения необходимой документации на Цредприятии создается информационно-поисковая система, которая способствует улучшению учета вносимых в документы изменений, повышению уровня унификации и стандартизации конструкций.

С целью повышения качества и сокращения сроков проектирования на предприятиях создаются системы автоматизированного проектирования (САПР). Кроме технической составляющей, САПР включает программное, информационное, методическое и организационное обеспечение. Создание, эксплуатацию и развитие САПР на предприятиях обеспечивает специализированное подразделение — отдел САПР. Технические средства используются тогда, когда требуются точность, память, быстродействие в вычислениях, повторяемость однотипных операций. Основными задачами САПР являются: автоматизация вычислительных работ, автоматизированное накопление и хранение информации, оперативная корректировка и выдача информации, автоматизированный выпуск технической документации, автоматизированное выполнение чертежно-графических работ, оперативное планирование и управление ОКР, автоматизация использования данных на последующих этапах проектирования.