Этапы выполнения НИР и ОКР
Научно-исследовательские работы (НИР) – это научные разработки, связанные с поиском, проведением исследований, экспериментов в целях получения новых знаний, проверки гипотез, установления закономерностей, научного обоснования проектов.
Выполнения НИР регламентируются следующими нормативными документами: ГОСТ 15.101-98 «Порядок выполнения НИР», ГОСТ 7.32-2001 «Оформление отчета о НИР», СТБ-1080-2011 “Порядок выполнения научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ по созданию научно-технической продукции” и др. (Приложение 10).
Различают фундаментальные, поисковые и прикладные НИР.
Фундаментальные и поисковые работы в жизненный цикл изделия, как правило, не включаются, однако на их основе осуществляется генерация идей, которые могут трансформироваться в прикладные НИР.
Фундаментальные исследования могут быть разделены на «чистые» (свободные) и целевые.
«Чистые» фундаментальные исследования – это исследования, главной целью которых является раскрытие и познание неизвестных законов и закономерностей природы и общества, причин возникновения явлений и раскрытие связей между ними, а также увеличение объема научных знаний. В «чистых» исследованиях имеет место свобода выбора области исследования и методов научной работы.
Целевые фундаментальные исследования направлены на разрешение определенных проблем при помощи строго научных методов на основе имеющихся данных. Они ограничиваются определенной областью науки, и их цель заключается не только в познании законов природы и общества, но и в объяснении явлений и процессов, в более полном понимании изучаемого объекта, расширении человеческих знаний.
Эти фундаментальные исследования можно назвать ориентированными на цель. Для них сохраняется свобода выбора методов работы, но в отличие от «чистых» фундаментальных исследований отсутствует свобода выбора объектов исследования, ориентировочно задаются область и цель исследования (например, разработка управляемой термоядерной реакции).
Фундаментальные исследования проводятся академическими НИИ и вузами. Результаты фундаментальных исследований – теории, открытия, новые принципы действия. Вероятность их использования – 5 - 10 %.
Поисковые исследования охватывают работы, направленные на изучение путей и способов практического применения результатов фундаментальных исследований. Их проведение предполагает возможность вариантных направлений решения прикладной проблемы и выбор наиболее перспективного направления ее решения. Они опираются на известные результаты фундаментальные исследования, хотя в результате поиска основные их положения могут быть пересмотрены.
Основная цель поисковых исследований – использование результатов фундаментальных исследований для практического применения в различных областях в ближайшем будущем (например, поиск и выявление возможностей применения лазера в практике).
К поисковым исследованиям могут быть отнесены работы по созданию принципиально новых материалов, технологий обработки металлов, изучению и разработке научных основ оптимизации технологических процессов, поиску новых лекарственных препаратов, анализу биологического влияния на организм новых химических соединений и т. п.
Поисковые исследования имеют разновидности: поисковые исследования широкого профиля без специального приложения к тому или иному производству и узконаправленного характера для решения вопросов конкретных производств.
Поисковые работы проводятся в вузах, академических и отраслевых НИИ. В отдельных отраслевых институтах промышленности и других отраслей народного хозяйства удельный вес поисковых работ доходит до 10 %.
Вероятность практического использования поисковых исследований около 30 %.
Прикладные исследования (НИР) являются одной из стадий жизненного цикла создания новых видов продукции. К ним относятся исследования, которые осуществляются с целью практического использования результатов фундаментальных и поисковых НИР применительно к конкретным задачам.
Цель прикладных НИР – дать ответ на вопрос «возможно ли создание нового вида продукции, материалов или технологических процессов на основе результатов фундаментальных и поисковых НИР, и с какими характеристиками».
Прикладные исследования проводятся в основном в отраслевых НИИ. Результаты прикладных исследований – патентоспособные схемы, научные рекомендации, доказывающие техническую возможность создания новшеств (станков, приборов, технологий). На этой стадии можно с высокой степенью вероятности установить рыночную цель. Вероятность практического использования прикладных исследований – 75 - 85 %.
НИР состоят из этапов (стадий), под которыми понимается логически обоснованный комплекс работ, имеющий самостоятельное значение и являющийся объектом планирования и финансирования.
Конкретный состав этапов и характер выполняемых в их рамках работ определяются спецификой НИР.
Согласно ГОСТ 15.101-98 «Порядок выполнения НИР» основными этапами НИР являются:
1. Разработка технического задания (ТЗ) – подбор и изучение научно-технической литературы, патентной информации и других материалов по теме, обсуждение полученных данных, на основе которых составляется аналитический обзор, выдвигаются гипотезы и прогнозы, учитываются требования заказчиков. По результатам анализа выбираются направления исследований и пути реализации требований, которым должно удовлетворять изделие. Составляется отчётная научно-техническая документация по стадии, определяются необходимые исполнители, подготавливается и выдается техническое задание.
На стадии разработки технического задания на НИР используются следующие виды информации:
· объект исследования;
· описание требований к объекту исследования;
· перечень функций объекта исследования общетехнического характера;
· перечень физических и других эффектов, закономерностей и теорий, которые могут быть основой принципа действия нового изделия;
· технические решения (в прогнозных исследованиях);
· сведения о научно-техническом потенциале исполнителя НИР;
· сведения о производственных и материальных ресурсах исполнителя НИР;
· маркетинговые исследования;
· данные об ожидаемом экономическом эффекте.
Дополнительно используется следующая информация:
· методы решения отдельных задач;
· общетехнические требования (стандарты, экологические и другие ограничения, требования по надежности, ремонтопригодности, эргономике и так далее);
· проектируемые сроки обновления продукции;
· предложения лицензий и "ноу-хау" по объекту исследований.
2. Выбор направления исследования– сбор и изучение научно-технической информации, составление аналитического обзора, проведение патентных исследований, формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и их сравнительная оценка, выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения задач, сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов, оценка ориентировочной экономической эффективности новой продукции, разработка общей методики проведения исследований. Составление промежуточного отчета.
3. Проведение теоретических, экспериментальных исследований – разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений, проверяются научные и технические идеи, разрабатываются методики исследований, обосновывается выбор разного рода схем, выбираются методы расчётов и исследований, выявляется необходимость проведения экспериментальных работ, разрабатываются методики их проведения.
Если определена необходимость проведения экспериментальных работ, осуществляются проектирование и изготовление макетов и экспериментального образца.
Проводятся стендовые и полевые экспериментальные испытания образца по разработанным программам и методикам, анализируются результаты испытаний, определяется степень соответствия полученных данных на экспериментальном образце расчетным и теоретическим выводам.
Если имеют место отклонения от ТЗ, то проводится доработка экспериментального образца, проводятся дополнительные испытания, при необходимости вносятся изменения в разработанные схемы, расчеты, техническую документацию.
4. Оформление результатов НИР – составление отчётной документации по результатам НИР, включающей материалы по новизне и целесообразности использования результатов НИР, по экономической эффективности. Если получены положительные результаты, то разрабатываются научно-техническая документация и проект технического задания на опытно-конструкторские работы. Составленный и оформленный комплект научно-технической документации предъявляется к приёмке заказчику. Если частные технические решения имеют новизну, то они оформляются через патентную службу независимо от окончания составления всей технической документации. Руководитель темы перед предъявлением НИР комиссии составляет извещение о её готовности к приёмке.
5. Приемка темы – обсуждение и утверждение результатов НИР (научно-технического отчета) и подписание акта заказчика о принятии работы. Если получены положительные результаты и подписан акт приемки, то разработчик передает заказчику:
- принятый комиссией экспериментальный образец нового изделия;
- протоколы приёмочных испытаний и акты приёмки опытного образца (макета) изделия;
- расчеты экономической эффективности использования результатов разработки;
- необходимую конструкторскую и технологическую документацию по изготовлению экспериментального образца.
Разработчик принимает участие в проектировании и освоении нового изделия и наряду с заказчиком несёт ответственность за достижение гарантированных им показателей изделия.
Комплексное проведение НИР по определённой целевой программе позволяет не только решить научно-техническую проблему, но и создать достаточный задел для более оперативного и качественного проведения опытно-конструкторских работ, конструкторской и технологической подготовки производства, а также значительно сократить объём доработок и сроки создания и освоения новой техники.
Опытно-конструкторские разработки (ОКР). Продолжением прикладных НИР являются технические разработки: опытно-конструкторские (ОКР), проектно-технологические (ПТР) и проектные (ПР) разработки. На этой стадии разрабатываются новые технологические процессы, создаются образцы новой продукции, машин и приборов и т.д.
Проведение ОКР регламентируется:
· СТБ 1218-2000. Разработка и постановка продукции на производство. Термины и определения.
· СТБ-1080-2011. “Порядок выполнения научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ по созданию научно-технической продукции”.
· ТКП 424-2012 (02260). Порядок разработки и постановки продукции на производство. Технический кодекс. Положения технического кодекса распространяются на работы по созданию новой или усовершенствованной продукции (услуг, технологий), в том числе по созданию инновационной продукции.
· ГОСТ Р 15.201-2000, Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство.
· и др. (см. приложение 10).
Целью проведения опытно-конструкторской работы является разработка комплекта рабочей конструкторской документации в объеме и по качеству отработки, достаточного для постановки на производство определенного вида продукции (ГОСТ Р 15.201-2000).
Опытно-конструкторская работа по своим целям является последовательной реализацией результатов ранее проведенных прикладных НИР.
Опытно-конструкторские работы в основном осуществляются проектными и конструкторскими организациями. Вещественный результат этой стадии – это чертежи, проекты, стандарты, инструкции, опытные образцы. Вероятность практического использования результатов – 90 - 95 %.
Основные виды работ, которые входят в ОКР:
1) эскизное проектирование (разработка принципиальных технических решений изделия, дающих общее представление о принципе работы и (или) устройстве изделия);
2) техническое проектирование (разработка окончательных технических решений, дающих полное представление о конструкции изделия);
3) конструирование (конструкторская реализация технических решений);
4) моделирование, опытное изготовление образцов продукции;
5) подтверждение технических решений и их конструкторской реализации путем проведения испытаний макетов и опытных образцов.
Типовыми этапами ОКР являются:
1. Техническое задание – исходный документ, на основе которого осуществляется вся работа по созданию нового изделия, разрабатываемое предприятием-изготовителем продукции и согласуемое с заказчиком (основным потребителем). Утверждается ведущим министерством (к профилю которого относится разрабатываемое изделие).
В техническом задании определяется назначение будущего изделия, тщательно обосновываются его технические и эксплуатационные параметры и характеристики: производительность, габариты, скорость, надёжность, долговечность и другие показатели, обусловленные характером работы будущего изделия. В нём также содержатся сведения о характере производства, условиях транспортировки, хранения и ремонта, рекомендации по выполнению необходимых стадий разработки конструкторской документации и её составу, технико-экономическое обоснование и другие требования.
Разработка технического задания базируется на основе выполненных научно-исследовательских работ, информации маркетинговых исследований, анализа существующих аналогичных моделей и условий их эксплуатации.
При разработке ТЗ на ОКР используется информация аналогичная, что и для разработки ТЗ на НИР (см. выше).
После согласования и утверждения техническое задание является основанием для разработки эскизного проекта.
2. Эскизный проект состоит из графической части и пояснительной записки. Первая часть содержит принципиальные конструктивные решения, дающие представление об изделии и принципе его работы, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры. Он дает представление о будущей конструкции изделия, включая чертежи общего вида, функциональные блоки, входные и выходные электрические данные всех узлов (блоков), составляющих общую блок-схему.
На этой стадии разрабатывается документация для изготовления макетов, осуществляется их изготовление и испытания, после чего корректируется конструкторская документация. Вторая часть эскизного проекта содержит расчет основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей и примерный график работ по технической подготовке производства.
Макет изделия позволяет добиться удачной компоновки отдельных частей, найти более правильные эстетические и эргономические решения и тем самым ускорить разработку конструкторской документации на последующих стадиях.
В задач эскизного проекта входит разработка руководящих указаний по обеспечению на последующих стадиях технологичности, надежности, стандартизации и унификации, а также составление ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий на опытные образцы для последующей передачи их в службу материально-технического обеспечения.
Эскизный проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание.
3. Технический проект разрабатывается на основе утвержденного эскизного проекта и предусматривает выполнение графической и расчетной частей, а также уточнения технико-экономических показателей создаваемого изделия. Он состоит из совокупности конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, которые дают полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и исходные данные для разработки рабочей документации.
В графической части технического проекта приводятся чертежи общего вида проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи обязательно согласовываются с технологами.
В пояснительной записке содержатся описание и расчет параметров основных сборочных единиц и базовых деталей изделия, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов и видов защитных покрытий, описание всех схем и окончательные технико-экономические расчеты. На этой стадии при разработке вариантов изделий изготавливается и испытывается опытный образец. Технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание.
4. Рабочий проект является дальнейшим развитием и конкретизацией технического проекта. Эта стадия разбивается на три уровня: разработка рабочей документации опытной партии (опытного образца); разработка рабочей документации установочной серии; разработка рабочей документации для серийного или массового производства.
Результатом ОКР является комплект рабочей конструкторской документации (РКД) для постановки на производство нового вида продукции.
Рабочая конструкторская документация (РКД) – совокупность конструкторских документов, предназначенных для изготовления, контроля, приемки, поставки, эксплуатации и ремонта изделия. Наряду с термином "рабочая конструкторская документация" используются с аналогичным определением термины "рабочая технологическая документация" и "рабочая техническая документация". Рабочая документация в зависимости от сферы использования подразделяется на производственную, эксплуатационную и ремонтную РКД.
Таким образом, результатом ОКР, а иными словами научно-техническая продукция (НТП) является комплект РКД. Такой комплект РКД в своем составе может содержать:
· собственно конструкторскую документацию,
· программную документацию,
· эксплуатационную документацию.
В отдельных случаях, если это предусмотрено требованиями технического задания, в состав рабочей технической документации может быть включена и технологическая документация.
Различные этапы ОКР по мере их выполнения должны содержать свои характерные результаты, такими результатами являются:
· техническая документация по результатам эскизно-технического проектирования;
· макеты, экспериментальные и опытные образцы, изготовленные в ходе выполнения ОКР;
· результаты испытаний опытных образцов: предварительных (ПИ), межведомственных (МИ), приемочных (ПрИ), государтвенных (ГИ) и др.