Новая техника – это средство труда, характеризующееся технической новизной и способное эффективно удовлетворять общественные потребности.

Новая техника высшего уровня – это средство труда, имеющее техническую новизну на уровне открытий и изобретений, способное удовлетворять общественные потребности с высокой эффективностью.

В основу классификаций техники по уровням ее новизны положена техническая новизна. В приборостроении (машиностроении) все создаваемые устройства, системы, приборы могут делиться в зависимости от технической новизны на пять групп изделий:

1 – являющиеся воспроизведением существующих образцов;

2 – являющиеся модернизацией или модификацией существующих базовых моделей;

3 – отличающиеся от существующих моделей размерами, параметрами или характеризующиеся появлением новых признаков и свойств;

4 – построенные на известных принципах, но новые по конструктивному исполнению;

5 – предусматривающие применение принципиально новых конструктивных решений.

По своей сложности изделия делятся на шесть групп – от сборочных единиц простейшей конструкции до полностью автоматизированных изделий.

Технико-экономический уровень новых изделий производственно-технического назначения является относительной характеристикой совокупности свойств, определяющих степень их технического совершенства, экономичности и способности удовлетворять потребности общественного производства. Для оценки технического уровня и качества новой продукции используются система следующих основных показателей:

· показатели назначения, в том числе показатели функционирования, технической эффективности (производительность, мощность, скорость, быстродействие, точность и т.д.) и показатели конструкции (масса, габариты и др.);

· показатели надежности (безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость);

· показатели экономного использования сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов (их удельный расход на единицу основного показателя качества продукции);

· показатели, характеризующие ограничение вредного воздействия продукции, в том числе экономические показатели, характеризующие систему «человек – изделие» и учитывающие гигиенические, физиологические, психологические свойства человека; экологические показатели, характеризующие уровень вредного воздействия на окружающую среду, и показатели безопасности.

Создание новых изделий является результатом выполнения целого комплекса работ научными, проектно-конструкторскими, технологическими и производственными коллективами.

Несмотря на чрезвычайное разнообразие новых изделий, их создание осуществляется в результате выполнения определенного комплекса взаимосвязанных работ, направленных на реализацию общей цели. Это обусловливает необходимость функционирования специальной системы создания и освоения новой техники (системы СОНТ).

Цель системы СОНТ направлена на то, чтобы обеспечить разработку и постановку на производство, в соответствии с общественными потребностями, новых образцов техники требуемого технико-экономического уровня в заданные сроки при минимальных затратах. Ее подцели должны обеспечить:

· выявление и формирование общественных потребностей как по объему производства, так и по потребительским свойствам новой техники;

· разработку и постановку на производство новых образцов техники в директивные сроки с минимальными затратами;

· техническую новизну создаваемых образцов техники на уровне открытий и изобретений;

· выполнение народнохозяйственных требований к темпам роста эффективности новых образцов техники;

· высшую категорию качества новых образцов техники.

Такой состав подцелей охватывает все аспекты создания новой техники и при полной их реализации безусловно обеспечивает ускорение разработки и постановки на производство новых высокоэффективных образцов техники.

С учетом изложенного система СОНТ должна представлять собой единую совокупность взаимосвязанных процессов разработки, стадии работ и этапов, принятия решений.

Процесс создания новой техники развивается во времени, характеризуется определенной цикличностью и является составной частью жизненного цикла новой техники.

Жизненный цикл новой техники представляет собой период времени от начала проведения специальных исследований, направленных на создание этого образца, до момента снятия с эксплуатации последнего из выпущенных его экземпляров. Он включает в себя две основные части.

- цикл создания и освоения новой техники;

- цикл производства и эксплуатации новой техники.

Цикл создания и освоения новой техники состоит из последовательно-параллельно выполняемых видов и стадий работ.

Освоение ее производства включает изготовление установочной (контрольной, головной) серии, корректировку документации, окончательную отработку технологии, форм и методов организации производства. В процессе освоения производства новой техники осуществляется постепенный переход с выпуска старой на выпуск новой техники, т. е. обновление техники в производстве. После этого начинается соответственно производство техники и ее эксплуатация. Во время производства техники систематически продолжается улучшение конструкции ее деталей, узлов, совершенствование технологии и организации производства, т.е. процесс нововведений осуществляется практически непрерывно.

При создании любого нового изделия необходимо разработать конструкцию, технологию и организацию производства. Это предопределяет наличие трех видов процессов разработки нового изделия. Все эти виды тесно связаны друг с другом и выполняются последовательно-параллельно.

Каждый из процессов разработки имеет, как правило, определенные стадии, от научно-исследовательских работ (НИР) до промышленного освоения (ПО) разработок. НИР конструкторского направления являются базой для создания нового изделия, а технологические и организационные НИР в этом комплексе направлены на разработку новых и совершенствование существующих материалов, технологических процессов, форм и методов организации производства этого изделия.

Проектные работы по процессам разработки представляют собой конструкторскую, технологическую и организационную подготовку производства.

Интеграция науки, техники и производства, организация научно-производственных объединений обусловили необходимость совершенствования процессов создания и освоения новой техники (СОНТ). От того, как организован этот процесс, зависят темпы освоения и выпуска новой продукции, развитие и совершенствование производства, его технико-экономический уровень, эффективность и возможность внедрения технических новшеств.

Цикл исследование – производство продукции включает процессы, осуществляемые в рамках системы СОНТ, а также производство изделия и его эксплуатацию. В процессе установившегося производства осуществляются модернизация и улучшение технико-эксплуатационных характеристик прибора. В период эксплуатации может выявиться необходимость в разработке, освоении и производстве нового изделия.

Выделяют четыре взаимосвязанных подсистемы СОНТ: научной, конструкторской, технологической подготовки производства, организационной подготовки и освоения производства новой техники. Процессы, осуществляемые в первых трех подсистемах, образуют научно-техническую (НТПП), во второй и третьей – техническую подготовку производства.

В общем случае создание и освоение новой техники – это непрерывный процесс последовательного преобразования одного и того же целевого объекта, представляемого на разных стадиях цикла исследование – разработка – производство.

Научная подготовка производства (НПП) – это совокупность взаимосвязанных процессов научного поиска и обоснований возможных направлений развития принципиально новой техники и технологии.

Конструкторская подготовка производства (КПП) – это совокупность взаимосвязанных процессов оптимизации структуры и конструирования объекта. Реализация этих процессов повышает вероятность достижения конечной цели подготовки до норм, достаточных для разработки и применения наиболее рациональной технологии их изготовления.

Технологическая подготовка производства (ТПП) – это совокупность взаимосвязанных процессов технологического проектирования и оснащения производства. Осуществление этих процессов обеспечивает выбор и освоение наиболее рациональных способов реализации общей цели в конкретных производственных условиях.

Организационная подготовка и освоение производства новой техники (ОПиОНТ) – это совокупность взаимосвязанных процессов организации подготовки и освоения нового изделия, включая выбор методов и моделирования процессов перехода на выпуск нового изделия, выполнение организационно-плановых расчетов, осуществление социальной подготовки производства. В результате заканчивается модельная разработка объекта и начинается производство нового продукта труда.

Общая направленность системы СОНТ должна сводиться, таким образом, к достижению в минимально допустимые сроки качественных и количественных характеристик продукта труда в соответствии с общественными потребностями, а также с учетом ресурсных и других ограничений путем последовательного накопления знаний о нем и преобразования их в материально-вещественный результат.

Сказанное выше позволяет сформулировать общую цель и критерий цели системы СОНТ. Главная цель системы СОНТ состоит в обеспечении полной готовности производства к выпуску продукции установленных качества и количества.

Критерий достижения этой цели – обеспечение минимально необходимых затрат труда, орудий и средств труда, материалов и продолжительности цикла СОНТ.

Система СОНТ строится на трех основных принципах: системности, преемственности и стандартизации.

Принцип системности предполагает построение системы СОНТ как комплекса процессов, обеспечивающих реализацию ее главной цели.

С этой точки зрения любой объект новой техники должен рассматриваться как система, а сам процесс исследование – разработка – производство – как последовательное изменение состояний этой системы.

Соблюдение принципа преемственности позволяет оптимизировать состав и структуру разрабатываемых систем. В этой связи необходимо закреплять в новых объектах все лучшее, что было создано ранее и выявлено в процессе производства и эксплуатации; обеспечивать экономически целесообразный уровень трудовых и материальных затрат на создание, изготовление и эксплуатацию объекта за счет рационального сочетания старых и новых технических решений.

Принцип стандартизации в подготовке производства выступает как эффективное средство ускорения научно-технического прогресса, так как применение методов унификации изделий и технологических процессов позволяет не только упорядочить и упростить цикл конструкторского и технологического проектирования, но и значительно сократить сроки разработки и освоения новой техники.

Кроме того, в основу формирования и функционирования системы СОНТ должны быть также положены следующие принципы:

· целенаправленность, т.е. наличие конкретных целей и подцелей, которым должна удовлетворять новая техника;

· комплексность, т.е. тесная взаимосвязь всех работ по созданию и освоению новой техники;

· непрерывность, т.е. постоянное выполнение научно-исследовательских, проектных и опытно-промышленных работ как в процессе создания и освоения нового образца техники, технологии и организации его производства, так и в процессе всего периода промышленного производства, обеспечивающих постоянное их совершенствование;

· параллельность, т.е. одновременное выполнение работ по видам, стадиям подготовки производства новых образцов техники, а также одновременное выполнение работ по формированию и отбору идей для создания последующих, более новых образцов;

· вариантность, т.е. разработка и технико-экономический анализ всех возможных вариантов решения инженерных задач;

· оптимальность, т.е. обеспечение принятия и реализации наилучших конструктивных, технологических и организационных решений при подготовке производства новых образцов техники.

Для повышения технического уровня производства, качества продукции и сокращения продолжительности цикла СОНТ необходимо постоянно совершенствовать процесс создания и освоения новой техники, его организацию и планирование в следующих направлениях:

1) унификация, стандартизация, типизация технических и организационных решений на всех стадиях СОНТ;

2) снижение затрат времени на согласование научных и технических решений между подсистемами СОНТ;

3) определение рациональной системы параллельного выполнения этапов и работ СОНТ;

4) сведение до минимума изменений, вносимых после передачи результатов в следующее звено;

5) специализация и четкое разделение труда в процессе выполнения этапов, особенно связанных с изготовлением основных средств для нового производства (оборудования, оснастки, контрольно-измерительной и испытательной аппаратуры);

6) комплексный анализ технологичности конструкций в процессе ТПП;

7) механизация и автоматизация информационного обслуживания работников служб подготовки производства;

8) механизация и автоматизация различного рода технических, экономических и нормативных расчетов;

9) выбор наилучших вариантов разработок путем сравнительного технико-экономического анализа;

10) применение современных методов управления системой СОНТ.

При организации создания и освоения новой техники в приборостроении следует также учитывать специфику этой отрасли. Прежде всего быстрое моральное старение приборов, необходимость замены или усовершенствования прибора, возникающая в среднем через три-четыре года, обусловливает первостепенное значение работ по созданию новых и усовершенствованию действующих конструкций приборов. Другим важным направлением является подготовка в короткий срок большого количества разнообразной оснастки для нескольких типов приборов, одновременно внедряемых в производство. Как в НИИ, КБ, НПО, так и на производстве работы должны вестись параллельно, что позволит максимально добиться сокращения времени освоения изделий.

Организация научной подготовки производства (организация НИР)

Научная подготовка производства является первым этапом системы СОНТ. Главная цель НПП сводится к обоснованию возможных направлений развития принципиально новой техники, технологии и организации ее производства, повышению научно-технического уровня и эффективности создаваемой техники в эксплуатации и производстве.

Критериями достижения этой цели выступают минимум затрат времени и средств на поиск и обоснование новых принципиальных направлений при максимальном использовании достижений научно-технической революции и обеспечение высокого качества и эффективности новой техники при минимуме затрат на разработку, производство и эксплуатацию.

Локальные критерии оценки эффективности НПП зависят от вида научного исследования. Научные исследования (НИ) подразделяются на фундаментальные (чисто теоретические), поисковые (целенаправленные), прикладные и разработки. Для фундаментальных и большей части поисковых исследований обычно ограничиваются научно-техническими показателями. Эффективность прикладных научных исследований, результаты которых используются в сфере материального производства, определяется научно-техническими, организационными, социальными и экономическими показателями.

Среди научно-технических показателей основными являются: число публикаций, монографий, статей и докладов на конференциях; защита диссертаций; научно-технический уровень разработок; патентоспособность законченных исследований; влияние разработки на технический уровень производства.

К показателям организационной целесообразности относятся: сложность и длительность цикла НПП; организационная структура отделов и подразделений научно-исследовательской организации; режим работы (фонды времени, коэффициент загрузки исполнителей и подразделений); степень отраслевой дифференциации и специализации научно-исследовательского института (НИИ).

Показатели социальной значимости характеризуют изменение профессионального и квалификационного состава научно-производственного персонала, повышение уровня механизации и автоматизации их труда, улучшение условий труда.

Экономические показатели подразделяются на три группы: частные (сокращение продолжительности цикла выполнения НИР, высвобождение работающих за счет сокращения цикла НПП и внедрения новых методов и вычислительной техники); обобщающие (производительность труда, капитальные вложения, сметная стоимость); результирующие (экономия приведенных затрат, срок окупаемости затрат на разработку, коэффициент сравнительной эффективности).

Основой НИ являются работы теоретического характера. Фундаментальные исследования в области приборостроения (машиностроения) расширяют и углубляют известные знания о всех процессах, связанных с созданием и эксплуатацией приборов (машин и механизмов). По методам выполнения такие работы могут быть либо чисто теоретическими, либо опираться на сложные и точные эксперименты.

Поисковые исследования (ПИ) направлены, как правило, на изыскание наиболее целесообразных путей практического использования результатов фундаментальных исследований в народном хозяйстве. Проводятся ПИ в случаях, когда на основании анализа готовых научных и технических решений становится очевидным, что этих решений недостаточно дня выполнения разработок.

Завершающим этапом ПИ является оценка наличных ресурсов для проведения научно-исследовательских разработок (НИР) по сравнению с требуемыми, и в случае их достаточности формулирование исходных требований к последующим разработкам.

Если ресурсов недостаточно, результаты выполненных теоретических исследований образуют задел научных идей, который может быть использован каждый раз, как только это окажется возможным и целесообразным.

Рекомендации ПИ позволяют перейти к наиболее распространенному виду научных работ – прикладным исследованием. Последние имеют четко сформулированную цель и сводятся к разрешению конкретных научных проблем, необходимых для создания новых изделий.

Они требуют проведения большого объема экспериментов, анализа всех путей, которые могут оказаться целесообразными для достижения поставленной цели, и выбора наиболее рациональных из них.

Разработки - переходная стадия от научных исследований к технической подготовке. Они являются практическим претворением идей в техническую документацию и опытные образцы. Если прикладные исследования – это изыскания, то разработка – это техническая деятельность.

Применительно к стадиям проведения НИ разработка может быть научно-исследовательской и опытно-промышленной.

По сравнению с поисковым исследованием НИР носит более конкретный характер и направлена на создание определенного вида изделий и технологических процессов, на изыскание ресурсов для выполнения и внедрения предприятием данной отрасли разработок.

При создании и освоении производства новой техники применяют различные методы, но наиболее распространенными являются эксперимент и моделирование. Эксперимент - это изучение объекта, основанное на активном целенаправленном воздействии на него путем создания искусственных условий, позволяющих выявить рассматриваемые свойства, характеристики, зависимости и другие особенности объекта. Моделирование – это изучение объекта при помощи устройства, моделирующего его поведение, с последующим переносом полученных результатов с модели на оригинал. Эти методы сочетаются с методами наблюдения, сравнения и измерения.

Современные машины, приборы и другие образцы техники характеризуются во многих случаях высокой сложностью, многообразными связями со сложными элементами технических систем, поэтому при их исследовании необходимо применять комплекс различных методов.

При организации проведения научных исследований весьма важным вопросом, определяющим качество и достоверность получаемых результатов, является не только выбор методов исследования, но и выбор средств исследования.

Различаются материальные, математические, языковые и логические средства исследования. Наиболее распространенными являются материальные средства исследования. К их числу относятся модели или макеты исследуемого объекта, средства для получения информации об объекте (датчики, измерительные приборы, устройства), ее передачи (кабели, проводники и др.), отображения и переработки (осциллографы, электронные вычислительные машины и др.).

Опытно-промышленная разработка предусматривает доведение НИР до условий промышленного освоения и включает выполнение (в необходимом объеме) проектной и рабочей документации, опытную проверку внедряемых решений в области техники, технологии и организации производства в промышленных условиях, а также отработку этих решений в соответствии с потребностями сфер производства и эксплуатации.

Рассматриваемые виды разработок в их совокупности составляют единый процесс внедрения достижений науки в производство.

Подсистема НПП характеризуется определенной организационной структурой, набором функциональных блоков задач и элементным составом.

Прогрессивной формой организации НПП в настоящее время является создание научно-производственных объединений и научно-производственных комплексов, в рамках которых осуществляется законченный цикл исследование – производство. Задачи подсистемы НПП в условиях НПО реализуют НИИ, Центральные или специальные КБ и научно-исследовательские лаборатории, в состав которых входят подразделения-исполнители: отделы, бюро, группы.

Под организационной структурой НИИ понимают состав входящих в него основных и вспомогательных отделов, секторов и лабораторий, макетных и экспериментальных цехов, служб и административно-управленческих подразделений, формы их специализации и систему производственных связей. Структура отраслевого НИИ определяется характером и объемом выполняемых работ, а также формой его специализации.

Научно-исследовательский отдел (НИО) – основное структурное подразделение отраслевого НИИ. Как правило, в его состав входят на правах структурных подразделений научно-исследовательские лаборатории и секторы, которые образуются из групп, представляющих первичную ячейку НИИ.

Структура основных научно-исследовательских отделов и НИИ в целом может быть построена по одному из следующих принципов: системному (тематическому), отраслевому (функциональному), смешанному.

При использовании системного принципа все работы выполняются последовательно по замкнутому циклу. Отраслевой принцип предусматривает объединение в одном подразделении сотрудников одной специальности. При использовании принципа смешанной организации в состав НИО входят и тематические, и специализированные подразделения.