2.2. Фундаментальные и прикладные...

2.2. Фундаментальные и прикладные НИР

Компетенция : «Способность к систематическому изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю подготовки»

1.ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ НИР1. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ НИР

Фундаментальные научные исследования включают не только теоретическую, но и экспериментальную деятельность для получения новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования и развития человека, общества и окружающей их природной среды.

Прикладные научные исследования, в отличие от фундаментальной науки, имеют объекты и предметы исследований в области получения и применения новых знаний для решения как технологических или других инженерных проблем, так и экономических, социальных, гуманитарных и иных задач.

Фундаментальная наука при этом является основой, основанием или опорой для всех остальных видов научной (научно-исследовательской и научно-технической) деятельности.

Фундаментальные научные исследования нередко являются источником крупных изобретений. Вот только несколько ярких примеров практического использования результатов научных исследований и разработок лауреатов Нобелевских премий по физике.

• Рентген Вильгельм Конрад стал первым (1901 г.) лауреатом Нобелевской премии по физике в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии (1895г.) замечательных лучей, названных впоследствии в его честь. Исследования этого немецкого физика и практические их приложения вызвали революционные изменения в медицине.

1.ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ НИР

Итальянец Маркони Г. был удостоен нобелевской премии за развитие беспроволочной телеграфии (радиосвязи) –способа, который был изобретен русским профессором А. Поповым.Англичанин М. Райл активно исследовал возобновляемые источники энергии, в особенности энергии ветра и морской волны. Его работы показали, что в Великобритании энергия ветра (с учетом больших сезонных колебаний потребности в энергии) могла бы стать источником, реально альтернативным по отношению к ядерной энергии


Построенные нобелевским лауреатом П. Капицей (СССР) установки для сжижения газов нашли широкое применение в промышленности. Использование кислорода, извлеченного из жидкого воздуха, для кислородного дутья произвело подлинный переворот в сталелитейной промышленности. Русские физики Н. Басов, А. Прохоров и Чарльз Х.Таунс(США) известны как создатели первых лазеров (1954 г.) и других генераторов и усилителей, основанных на лазерно-мазерном принципе.


Жорес И. Алферов (Россия) и Герберт Кремероткрыли и развили быстрые опто- и микроэлектронные компоненты, которые создаются на базе многослойных полупроводниковых гетероструктур.

Гетеролазеры передают, а гетероприемники принимают информационные потоки по волоконно-оптическим линиям связи. Гетеролазеры используют в проигрывателях CD-дисков, устройствах, декодирующих товарные ярлыки, в лазерных указках и во многих других приборах.


Фундаментальные научно-исследовательские работы по физике не являются абстрактными, оторванными от жизни исследованиями: они все больше ориентируются на поддержку прикладных НИР путем разработки проблем:

физики конденсированных сред;оптики и лазерной физики; радиофизики и электроники;акустики; физики плазмы; ядерной физики.


Кроме физики и техники фундаментальные НИР в больших объемах выполняют по химии. Они ориентированы чаще всего на создание новых материалов, веществ и химических технологий. Для этого в химии разрабатывают: методы синтеза и изучения новых веществ; химико-технологические процессы.

К особенностям фундаментальных химических наук относится то, что они прямо связаны с прикладными НИР химико-технологического профиля:

совершенствования химико-технологической аппаратуры;разработки технологических процессов переработки природного сырья, создания катализаторов для синтеза и переработки химического сырья;разработки высокоэффективных химических процессов и новых материалов.


Успехи фундаментальной и прикладной биологии характеризуют инновационные достижения в таких областях, как :

генотерапия и генная инженерия;синтез новых биологически активных препаратов;биокатализ, белковая инженерия;молекулярная медицина;клеточные технологии ( стволовых клеток, клеточной инженерии, клеточной терапии);использования микроорганизмов и грибов в биотехнологиях;клиническая физиология;использования и воспроизводства биологических ресурсов, средств защиты растений и животных;создания методов, приборов и оборудования в области физико-химической биологии и биотехнологий.


2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ НИР

2.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ НИР

Фундаментальные исследования предшествуют этапам выполнения проблемно-ориентированных научно-исследовательских и опытных работ:

поисковых научно-исследовательских работ, прикладных НИР, прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) ,

последующими фазами которых являются новые технологии, организация производства новой продукции и ее рыночная реализация.

2.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ НИРПроблемой, которую, к сожалению, можно констатировать,

является то, что технологические сдвиги (переход к технике или технологии нового поколения ) далеко не всегда бывают следствием научных открытий.

Более того, можно утверждать, что появление ряда крупных технических изобретений предшествовало выполнению фундаментальных НИР, например, паровой двигатель появился раньше термодинамики и гидродинамики; лампа накаливания – раньше исследований термоионной эмиссии в газах; создание первых самолетов опережало развитие аэродинамики и т.д.

По этой причине перед промышленностью всегда стояла задача организации выполнения проблемно-ориентированных НИР, обеспечивающих создание новых веществ (материалов), технологий и устройств (изделий, продукции) для их последующего применения в инновационной деятельности товарного производства.

Сказанное позволяет утверждать, что фундаментальные научные исследования – это только один из факторов технического прогресса, но они никогда не смогут стать адекватной заменой прикладных НИОКР, обеспечивающих инновационную деятельность.


Порядок проведения НИОКР по созданию новой техники, в том числе:

порядок разработки технического задания, разработки документации, изготовления и испытаний опытных образцов продукции, порядок взаимодействия предприятий, научных учреждений и

других организаций при согласовании и утверждении нормативно-технической документации на проведение НИОКР, приемки их результатов и взаимодействие с организациями промышленности в процессе работы

регламентируется стандартами и специальными методиками.


Чаще всего НИР (для получения методами научногоисследования новых технологических знаний) проводят сцелью :

выявления наиболее эффективных решений дляиспользования их в процессе проведения опытно –конструкторских работ или опытно–технологическихработ;обоснованных исходных данных для разработки

технического задания на новую или модернизированнуюпродукцию иполучения образцов новых веществ или материалов

для их всесторонней проверки перед проведениемопытно-технологических работ.


Научно-исследовательские работы проводят обычно всоответствии с календарными план-графикамиинновационного проекта, целевой программы или планамикоординации работ по решению научно-технических проблем.

Названные документы предполагают участие в такихнаучно-технических проектах нескольких организаций и/илипредприятий. В этом случае головной исполнитель НИРкоординирует работу организаций-соисполнителей. Онвыступает также в роли заказчика по отношению ксоисполнителям и отвечает перед заказчиком НИР за научно-технический уровень работы в целом.


Обязательным исходным документом НИР являетсятехническое задание (ТЗ). Оно определяет цели и задачи НИР,содержание, порядок проведения работ, способ реализациирезультатов НИР.

Техническое задание на выполнение НИРрекомендуется разрабатывать с использованием средствнаучного прогнозирования (в том числе технологическогофорсайта, технологического аудита и других методовинноватики) путем анализа передовых достиженийотечественной и зарубежной науки и техники, результатовпоисковых НИР, изучения патентной документации, а такжетребований заказчика.


Основные требования к выполнению НИР устанавливают:номенклатуру параметров, численные значения

которых необходимо получить,точность их определения,точность воспроизведения внешних условий,способы моделирования объектов исследования

(математическое моделирование, физические модели,макеты, экспериментальные образцы и их количество,состав разрабатываемой документации дляизготовления) и

другие требования, обеспечивающие успешноевыполнение задач НИР.


Перечень этапов и стадий выполнения НИР можетвключать:

«выбор направления исследования» (осуществляетсяс целью систематизированного анализа исследуемойпроблемы и выявления на его основе наиболеепредпочтительного направления научных исследований);

«теоретические и экспериментальныеисследования» (проводятся с целью теоретическихобоснований предлагаемого решения по объектуисследования, подтвержденных, как правило,экспериментами);

«обобщение и оценка результатов исследований» –на этом этапе обычно составляют отчет о НИР.


В ходе выполнения экспериментальных исследований модели(макеты, экспериментальные образцы) изготавливают по документацииисполнителя НИР под авторским надзором.

Описание моделей (макетов, экспериментальных образцов) иэкспериментальных установок для получения образцов в случаеполучения новых веществ, материалов, композитов обычно содержитчертежи, эскизы, другую документацию, по которым изготавливаютэкспериментальные образцы и экспериментальные установки, данныео программе и методике испытаний, выводы и предложения.

Для представления (презентации) результатов НИР обычнопредставляют: утвержденное ТЗ НИР; промежуточные отчеты по всемэтапам: отчет о НИР; модели (макеты, экспериментальные образцы);проект ТЗ на выполнение опытно-конструкторских работ, технико-экономические обоснования или расчеты на работу в целом.

2.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ НИРРекомендации НИР по разработке новой техники и технологийдолжны содержать:

предложения по разработке машин, приборов, аппаратов, технологических процессов, средств технологического оснащения, требования к выполнению проектов реконструкции и/или

технического перевооружения производства...;технические требования для включения в техническое задание

на выполнение опытно-конструкторских работ или в инновационный проект;предложения по унификации (типизации, стандартизации,

симплификации, разработке параметрических рядов машин, приборов или аппаратов);копии свидетельств и патентов, копии заявок на изобретения,

оформленные исполнителем НИР, проект ТЗ на выполнение опытно-конструкторских работ;технико-экономические обоснования, расчеты и/или бизнес-

план инновационного проекта .

3. Порядок разработки ТЗ на опытно-конструкторские работы

3.Порядок разработки ТЗ на опытно-конструкторские работы

Исходными документами для выполнения опытно-конструкторскихработ (ОКР) по созданию новой техники и технологии являютсягосударственные программы, годовые планы научных учреждений ипредприятий, техническое задание на выполнение ОКР по созданиюобразца (машины, прибора, аппарата, изделия, комплекта, комплекса,системы) и договор между заказчиком, головным исполнителем ОКР навыполнение работ по инновационному проектированию.

Основным исходным документом для проектирования являетсятехническое задание на выполнение опытно-конструкторских работ.Объем технического задания, глубина разрабатываемых в нем данныхзависит от сложности создаваемого изделия и типа будущегопроизводства (единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное,массовое).

Рис.1. Функциональная модель для разработки ТЗ на авиационный двигатель


Техническое задание (ТЗ ) НИОКР средней сложности обычновключает типовые разделы выполнения ОКР:

наименование и шифр разработки;основание для разработки;цель разработки и назначение изделия;технические требования, в том числе эксплуатационные;требования к стандартизации и унификации;технико-экономические показатели;эргономические требования;порядок разработки, испытаний, приемки изделий и окончания

работ.В зависимости от особенностей изделий допускается вводить и

другие разделы.Содержание разделов технического задания (ТЗ) определяет

заказчик в зависимости от типа изделия, специфики и условий егоэксплуатации.


Рис.2. Классификация критериев эффективности летательных аппаратов (ЛА)


Центральным разделом ТЗ являются «Технические требования» (требования, нормы, технические характеристики, условия эксплуатации, конструктивные требования к изделию и, при необходимости, к его основным составным частям).

В этом же разделе перечисляют документы (правила, стандарты, методики, требования пожаро- и взрывобезопасности, санитарные нормы), требованиям которых должно соответствовать изделие.

Кроме технических характеристик (параметров) данный раздел обычно содержит и другие сведения:

по составу изделия; этапы и стадии проектирования (литеры: П, Э,Т, а для РКД (О,А,Б)); 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 упаковке и маркировке; требования хранению и транспортированию и другие требования к изделию).


Требования к конструкции изделия в зависимости от вида иназначения изделия и с учетом требований Единой системыконструкторской документации (ЕСКД) предусматривают такжеуказание :

размеров (габаритных, установочных и присоединительных);способа крепления изделия;запасов регулировки управления;усилий, требуемых для управления и обслуживания;массы изделия и ограничения по массе составных частей

изделия;требований к конструктивному оформлению;количества транспортируемых единиц;ограничений габаритов и массы в состоянии готовности к

транспортированию;вид исполнения (контейнерное, блочное, моноблочное и др.);показателей технической эстетики, органолептических,

биологических, санитарно-гигиенических и других показателей;


Кроме того в ТЗ необходимо указывать:возможность, быстроту и легкость сборки и разборки изделия при

эксплуатации и ремонте;необходимость доступа к отдельным составным частям изделия для

обслуживания и ремонта без демонтажа других составных частей;возможность применения инструментов и приспособлений для

обслуживания, сборки и разборки, развертывания и свертывания;допустимость применения нестандартизованного оборудования, инструмента

и приспособлений;требования, исключающие возможность неправильной сборки,

неправильного подключения кабелей и другие ошибки во время эксплуатации,обслуживания и ремонта изделий;взаимозаменяемость изделия и его составных частей в условиях

изготовления, эксплуатации и ремонта;требования к средствам защиты (от влаги, солнечной радиации, вредных

испарений, коррозии, насекомых, микроорганизмов, грызунов…);требования к обеспечению безопасности обслуживающего персонала при

эксплуатации, обслуживании и ремонте (от воздействия электрического напряжения,движущихся частей изделия, теплового воздействия, высокочастотных и радиационныхполей, ядовитых паров и газов, вибраций, акустических шумов и т.п.);


Важными разделами ТЗ также являются специальные требования:к виду и составу запасных частей, проверочных средств и

специальной технологической оснастки, входящих в состав изделия, ремонтно-технологического оборудования, предназначенного для ремонтных мастерских, баз, ремонтных предприятий в целях поддержания изделия, в процессе эксплуатации, в работоспособном состоянии;по использованию прогрессивных технологических процессов при

производстве изделий, широкому применению унифицированного оборудования, технологической оснастки;к патентной чистоте и патентоспособности

изделия и его составных частей и другие специальные требования (экспортное исполнение, тропический

вариант, помехозащищенность, в том числе устойчивые к влиянию гравитационного,магнитного, электромагнитного и электрических полей, износоустойчивость, т.е.защищенные от воздействия пыли, песка, снега, обледенения; требования кконтролю изделия (ручной, автоматизированный), требования к контрольно-поверочной аппаратуре и средствам обслуживания изделия…).На этом перечень специальных требований себя не исчерпывает.


Рис.3. Функциональная модель для разработки авиационного двигателя на основании ТЗ и «Технического предложения»


Благодарю за внимание

2.2. Фундаментальные и прикладные...

Documents

Transcript of 2.2. Фундаментальные и прикладные...