11. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ОКР
11.1. Основные задачи и этапы ОКР
После завершения прикладных НИР при условии положительных результатов экономического анализа, удовлетворяющего фирму с точки зрения ее целей, ресурсов и рыночных условий, приступают к выполнению опытно-конструкторских работ (ОКР). ОКР важнейшее звено материализации результатов предыдущих НИР. Ее основная задача создание комплекта конструкторской документации для серийного производства.
Основные этапы ОКР (ГОСТ 15.001-73):
1) разработка ТЗ на ОКР;
2) техническое предложение;
3) эскизное проектирование;
4) техническое проектирование;
5) разработка рабочей документации для изготовления и испытаний опытного образца;
6) предварительные испытания опытного образца;
7) государственные (ведомственные) испытания опытного образца;
8) отработка документации по результатам испытаний.
Примерный перечень работ на этапах ОКР отражен в табл.11.1.
Таблица 11.1
Примерный перечень работ на этапах ОКР
Этапы ОКР
|
Основные задачи и состав работ
|
Разработка ТЗ на ОКР
|
Составление проекта ТЗ заказчиком
Проработка проекта ТЗ исполнителем
Установление перечня контрагентов и согласование с ними частных ТЗ
Согласование и утверждение ТЗ
|
Техническое предложение (является основанием для корректировки ТЗ и выполнения эскизного проекта)
|
Выявление дополнительных или уточненных требований к изделию, его техническим характеристикам и показателям качества, которые не могут быть указаны в ТЗ:
Проработка результатов НИР;
Проработка результатов прогнозирования;
Изучение научно-технической информации;
Предварительные расчеты и уточнение требований ТЗ
|
Эскизное проектирование (служит основанием для технического проектирования)
|
Разработка принципиальных технических решений:
Выполнение работ по этапу технического предложения, если этот этап не проводится;
|
Выбор элементной базы разработки;
|
Выбор основных технических решений;
|
Разработка структурных и функциональных схем изделия;
|
|
Выбор основных конструктивных элементов;
|
|
Метрологическая экспертиза проекта;
|
|
Разработка и испытание макетов
|
Окончание табл. 11.1
Этапы ОКР
|
Основные задачи и состав работ
|
Техническое проектирование
|
Окончательный выбор технических решений по изделию в целом и его составным частям
Разработка принципиальных электрических, кинематических, гидравлических и других схем;
Уточнение основных параметров изделия;
Проведение конструктивной компоновки изделия и выдача данных для его размещения на объекте;
Разработка проектов ТУ на поставку и изготовление изделия;
Испытание макетов основных приборов изделия в натурных условиях
|
Разработка рабочей документации для изготовления и испытания опытного образца
|
Формирование комплекта конструкторских документов:
Разработка полного комплекта рабочей документации;
Согласование ее с заказчиком и заводом-изготовителем серийной продукции;
Проверка конструкторской документации на унификацию и стандартизацию;
Изготовление в опытном производстве опытного образца;
Настройка и комплексная регулировка опытного образца
|
Предварительные испытания
|
Проверка соответствия опытного образца требованиям ТЗ и определение возможности его предъявления на государственные (ведомственные) испытания:
Стендовые испытания;
Предварительные испытания на объекте;
Испытания на надежность
|
Государственные (ведомственные) испытания
|
Оценка соответствия требованиям ТЗ и возможности организации серийного производства
|
Отработка документации по результатам испытаний
|
Внесение необходимых уточнений и изменений в документацию
Присвоение документации литеры "О1"
Передача документации заводу-изготовителю
|
11.2. Философия и логика проектирования
Проектирование комплекс мероприятий, обеспечивающих поиск технических решений, удовлетворяющих заданным требованиям, их оптимизацию и реализацию в виде комплекта конструкторских документов и опытного образца (образцов), подвергаемого циклу испытаний на соответствие требованиям технического задания.
Любое современное сложное техническое устройство есть результат комплексного знания. Проектировщик должен знать маркетинг, экономику страны и мира, физику явлений, многочисленные технические дисциплины (радиотехнику, вычислительную технику, математику, машиностроение, метрологию, организацию и технологию производства и т.д.), условия эксплуатации изделия, руководящие технические документы и стандарты.
Кроме того, следует учитывать: особенности и требования реальной жизни, коллектива, чужой опыт, умение получать и оценивать информацию.
Не последним требованием к проектировщику является комплексность мышления, умение работать с большим числом организаций. Особенно это умение необходимо разработчику изделия, входящего в более сложный комплекс (например, радиостанции для судна, самолета) или связанного с другими системами (по выдаче данных, питанию, управлению и т.д.).
В качестве иллюстрации рассмотрим типичный порядок разработки и освоения новой техники в интересах конкретного ведомства (Министерство обороны, геологические ведомства, Агропром и т.д.), см. также табл. 11.1:
Исполнители
|
Работы
|
Академический НИИ
Головной НИИ отрасли
|
Поисковая НИР, проблема
|
|
|
НИИ, головной НИИ отрасли, ОКБ
|
Прикладная НИР (исследование возможности создания изделия)
|
|
|
Исполнитель НИР
НИИ заказчика
|
Разработка ТЗ на ОКР
|
|
|
НИИ, ОКБ
|
Техническое предложение (определение возможности получения характеристик по ТЗ)
|
|
|
НИИ заказчика,
НИИ, ОКБ
|
Уточнение ТЗ
|
|
|
НИИ, ОКБ,
приемка заказчика
|
Эскизный проект (определение основных технических решений, возможных вариантов исполнения)
|
|
|
- " -
|
Технический проект (определение основного варианта разработки, основных технических решений)
|
|
|
- " -
|
Рабочий проект (разработка документации опытного образца)
|
|
|
НИИ, КБ,
опытный завод
|
Изготовление опытного образца
|
|
|
НИИ, КБ
|
Предварительные (стендовые) испытания опытного образца
|
|
|
НИИ, КБ, опытный завод, изготовитель объекта
|
Установка опытного образца на объекте-носителе
|
|
|
НИИ, КБ
|
Предварительные испытания опытного образца на объекте
|
|
|
Госкомиссия заказчика с участием НИИ, КБ
|
Государственные испытания
|
|
|
НИИ, КБ
|
Отработка документации по результатам испытаний
|
|
|
- " -
|
Передача документации заводу-изготовителю серии
|
|
|
Завод, НИИ, КБ
|
Подготовка производства на серийном заводе
|
|
|
Завод
|
Выпуск опытной партии
|
|
|
Завод, НИИ, КБ
|
Корректировка документации по результатам выпуска опытной партии
|
|
|
Завод
|
Выпуск установочной серии
|
|
|
Завод
|
Установившееся серийное производство
|
И разработчик (НИИ, КБ), и завод-изготовитель непрерывно совершенствуют изделие по мере накопления опыта его эксплуатации.
Логическая модель принятия решений разработчиком может быть изложена следующим образом. Множество технических решений, удовлетворяющих i-му ограничению, обозначим Аi. Тогда множество допустимых по n ограничениям технических решений определится как пересечение множеств . Прежде всего разработчик должен выяснить, что последнее множество непустое  . Далее из этого множества выявляются решения Е, элементы Х которых удовлетворяют всем критериям  , заданным в техническом задании:
 .
При проектировании любой системы можно установить ее входные и выходные сигналы (в информационном смысле), внешние условия и критерии успешности решения. В общем смысле вход системы реакция среды на систему, а выход реакция системы на среду. Внешние условия могут проявляться в двух аспектах: ограничения при проектировании и набор ситуаций, в которых должна действовать система.
Наиболее сложной и наименее разработанной задачей является свертка множества критериев в единый (целевую функцию). Этот вопрос будет рассмотрен позднее.
Выбор конкретных технических решений математически представляет задачу оптимизации, для решения которой могут использоваться известные методы теории операций (прямое вычисление, классический метод дифференцирования, метод множителей Лагранжа, вариационное исчисление, численные методы поиска, линейное и нелинейное программирование, принцип максимума Понтрягина).
11.3. Интегральный технический показатель качества изделия
Как уже указывалось в главе 7, стандарт ИСО в качестве метода оценки качества нового изделия рекомендует сравнение его характеристик с соответствующими характеристиками аналога. Естественно, валидность оценки зависит от правильности выбора аналога. Прежде всего следует выбрать аналог, наиболее близкий по функциональному назначению, присутствующий на рынке сбыта с устойчивой рыночной ценой и известными технико-экономическими характеристиками. Если проектируемое изделие по своему функциональному назначению заменяет несколько существующих изделий, то в качестве аналога используется их совокупность. Оценка уровня качества разрабатываемых изделий производится на основе сравнения основных групп технико-эксплуатационных параметров: назначения, надежности, технологичности, унификации, эргономичности, патентно-правовых и экологических. Выбор номенклатуры показателей производится в соответствии с имеющимися материалами (стандартами, отраслевыми материалами и т.д.) или производится самим разработчиком. Обоснование такого выбора должно содержаться в отчетных материалах ОКР. Например, для разных групп радиоэлектронной аппаратуры рекомендуются разные показатели функционального назначения (табл. 11.2.).
Таблица 11.2
Состав показателей функционального назначения для разных групп радиоэлектронной аппаратуры (РЭА)
|
Виды РЭА
|
Показатели
|
радио-прием-ник
|
радио-пере-датчик
|
радиоизме-рительная техника
|
РЛС
|
ЭВМ
|
ТВ-приемник
|
Чувствительность
|
+
|
|
+
|
|
|
+
|
Частотный диапазон
|
+
|
+
|
+
|
|
|
+
|
Дальность действия
|
+
|
+
|
|
+
|
|
|
Разрешение по дальности
|
+
|
+
|
|
+
|
|
|
Окончание табл. 11.2
|
Виды РЭА
|
Показатели
|
радио-прием-ник
|
радио-пере-датчик
|
радиоизме-рительная техника
|
РЛС
|
ЭВМ
|
ТВ-приемник
|
Разрешение по углу
|
|
|
|
+
|
|
|
Излучаемая мощность
|
|
+
|
|
+
|
|
|
Быстродействие процессов
|
|
|
|
|
+
|
|
Объем памяти
|
|
|
|
|
+
|
|
Время перестройки
|
|
+
|
+
|
|
|
|
КПД по питанию
|
|
+
|
|
|
|
|
Время обработки информации
|
|
|
+
|
|
+
|
|
Помехозащи щенность
|
+
|
|
+
|
+
|
|
|
Яркость
|
|
|
|
|
|
+
|
Контрастность
|
|
|
|
|
|
+
|
Нелинейные искажения
|
+
|
+
|
|
|
|
+
|
Каждому из выбранных показателей для сравнения экспертным путем должен быть определен коэффициент его весомости (важности).
Как уже указывалось, форма представления комплексного показателя качества не может быть однозначно обоснована. Поэтому следует использовать требования нормативных документов или обосновать свой вариант выбора.
Наиболее широко используются две основные формы интегрального показателя качества:
1) аддитивная
где gi коэффициент весомости i-го параметра; Аi показатель качества по i-му параметру; n число параметров, по которым производится сравнение;
2) мультипликативная
Аддитивная форма (средневзвешенное суммирование) наиболее распространена, хотя ее недостатком является возможность "компенсации" уровня качества по одним параметрам за счет других. Кроме того, она допускает ситуацию значимости интегрального показателя качества при нулевом значении одного или нескольких параметров. В этом смысле мультипликативная форма представления предпочтительнее, хотя следует отметить, что мультипликативная форма легко преобразуется в аддитивную простым логарифмированием.
При сравнении проектируемого изделия с аналогом возникает еще одна проблема приведение сравниваемых вариантов к сопоставимому виду. Сопоставимость должна обеспечиваться:
по сферам и условиям эксплуатации;
по нормативной базе для расчета затрат и полезного результата;
по конечному полезному результату.
Сопоставимость по сферам и условиям эксплуатации обеспечивается за счет выбора аналога.
Сопоставимость по полезному результату необходима при различиях в используемых технико-эксплуатационных параметрах. Обычно используется приведение к сопоставимости с помощью коэффициентов приведения. По су ществу, они обеспечивают сопоставимость по некоторым выбранным опорным параметрам (энергетике, числу параметров и режимов, точности и т. д.). Таким образом, они свидетельствуют, например, о том, что при комплексном сопос тавлении излучаемой мощности РЛС и ее надежности для последнего пара метра следует использовать поток отказов, а не вероятность безотказной ра боты. Это связано с тем, что и излучаемая мощность, и поток отказов коррели руют с аппаратурными затратами однонаправлено и примерно в равной мере.
Коэффициенты приведения к сопоставимому виду содержатся в табл. 11.3.
Таблица 11.3
Коэффициенты приведения для различных параметров РЭА
Параметр
|
Формула расчета
|
Условные обозначения
|
Производительность
|
|
 годовой объем работы аналога и нового изделия
|
Универсальность
|
|
 количество объек тов аналога и ново го изде лия, необходимое для одновременного получения информации от определенного количества пунктов  число рабочих каналов
|
Точность измерений
|
|
Q1, Q2 вероятность полу че ния результата с задан ным пределом допустимой ошибки аналогом и новым изделием
|
Дальность связи
|
 
|
L1, L2 дальности действия аналога и нового изделия
|
Окончание табл. 11.3
Параметр
|
Формула расчета
|
Условные обозначения
|
Надежность
|
|
Q1, Q2 вероятности безотказной работы ана лога и нового прибора
|
Чувствительность приемника
|
|
m1, m2 чувствительность аналога и нового изделия
|
Излучаемая мощность
|
|
w1, w2 излучаемые мощности аналога и нового изделия
|
11.4. Интегральный экономический показатель изделия и его технико-экономическая эффективность
В качестве интегрального экономического показателя нового изделия при его сравнении с аналогом служит цена потребления. Она выражается следующей формулой:
где К единовременные капитальные затраты (на приобретение, транспорти ровку, монтаж, а также сопутствующие затраты); Зэ затраты на эксплуатацию за все время работы изделия.
При длительном сроке эксплуатации, естественно, должны быть сделаны динамические оценки с применением дисконтирования. Если в результате изменения надежности нового изделия по сравнению с аналогом меняется оценка ущерба (в том числе и в смежных звеньях), это должно быть учтено. Точно так же следует учесть сопутствующие положительные результаты применения нового изделия. К числу таковых следует, в частности, отнести:
уменьшение габаритов и массы летательных аппаратов и судов при установке на них новых изделий взамен аналога;
повышение точности и быстродействия системы управления (летательным аппаратом, судном, движением воздушного транспорта и т.д.), что обеспечивает сокращение длины пути, а значит, уменьшение расхода топлива, затрат на управление.
Таким образом, полная формула определения интегрального экономического показателя имеет вид
 ,
где  полная сумма ущерба от отказов (глава 7); Рс сопутствующие положительные результаты применения нового изделия.
Оценку технико-экономической эффективности нового изделия удобно производить с помощью табл. 11.4.
Таблица 11.4
Оценка технико-экономической эффективности нового изделия
Параметр,
оценка
|
Коэф.
весомости,
gi
|
Аналог
|
Новое изделие
|
Ai
|
giAi
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n
|
|
|
|
|
|
Интегральный технический показатель
|
|
|
|
|
|
Интегральный стоимостный показатель
|
|
|
Ic
|
|
|
Технико-экономическая эффективность
|
|
|
|
|
|
Относительная технико-экономическая эффективность ОКР
|
|
|
|
|
|
Интегральный стоимостный показатель вряд ли может быть более или менее точно рассчитан на ранних этапах ОКР. Это связано с неполнотой конструкторской документации и отсутствием технологической документации. Единственный выход состоит в сравнении данного показателя с ценой аналогичной по элементной базе, технологии и конструкции продукции. Целесообразно при этом вычленить большие и сложные составные части изделия и оценить их отдельно.
11.5. Управление эффективностью разработки
Как уже указывалось, успешность разработки зависит от большого числа диалектически взаимосвязанных внешних и внутренних факторов. Рис. 11.1 наглядно показывает влияние на эффективность ОКР основных групп факторов:
– рыночных (позиция в конкуренции, оборот, спрос);
– организационных (концепция, выбор, планирование, контроль, кадры, структуры, финансы);
– научно-технических (качество, проекты, продукты);
– производственных (издержки, технология, организация производства, основные средства, внедрение).
Рис. 11.1. Основные факторы, определяющие эффективность ОКР
Рис. 11.2 иллюстрирует кругооборот целей и задач ("круговую зависимость") рыночной деятельности, политики НИОКР, конкретных разработок и портфеля продуктов фирмы. Следует обратить внимание на то, что на рис. 11.1 и 11.2 присутствует в качестве важнейшего фактора время, что неудивительно, если вспомнить наши экономические оценки в главе 8. Фактор времени, безусловно, один из важнейших для успешности реализации результатов НИОКР (рис. 11.3). Чтобы сократить время разработки, фирме целесообразно провести контроллинг своей деятельности в области НИОКР и запланировать, а также реализовать мероприятия, приведенные на рис. 11.4. Следует еще раз подчеркнуть, что нельзя рассматривать сферу НИОКР в фирме как не зависящую от других. Только комплексное взаимодействие и совершенствование всех сфер деятельности фирмы может обеспечить успех ее инновационной деятельности.
Рис. 11.2. Взаимосвязь основной деятельности фирмы, ее политики НИОКР, конкретных ОКР и портфеля продуктов
Рис. 11.3. Основные результаты сокращения времени разработки
Рис. 11.4. Основные методы сокращения времени ОКР
|
