Научные исследования (НИР) при создании вагонов
При создании вагонов конструктор широко привлекает науку. Для чего он это делает?
Обычно проектирование таких сложных и больших объектов, как вагон, ведется уже сформировавшимися коллективами, имеющими опыт предыдущих разработок и обладающих определенными традициями. И новый вагон, в таком случае, чаще всего носит форму модернизации старого. Выйти из этого на оптимальное и оригинальное решение очень нелегко, а порой и невозможно. Конструктор является своего рода чудотворцем: он открывает, а не находит новое решение. Если у него есть такой дар или удача, то открытие может состояться.
Как же быть в случае, если у конструктора такого дара нет?
Заменить его новым, креативным?
Но конструктор профессия штучная, редкая и на свободном рынке в избытке не находиться. Чаще всего замену произвести не удается. Поэтому конструктор выращивается долго и последовательно и только при соблюдении тех условий, о которые мы говорили в п. 3.1.
Помогает ли разрешить подобную ситуацию наука?
Да, так как по своей сути она является тем креативным средством, которое необходимо в данном случае.
Каким образом? Как она рождается?
Вот путь такого возникновения. Вначале некий необычный объект замечается, затем за ним начинают наблюдать. Делаются первые попытки объяснить причины его появления, рождаются гипотезы. Это порождает модели поведения и их изучение. Анализ и синтез результатов такого изучения создают теории. Их сепарация оставляет доминирующую роль, на основании которой рождается наука (фундаментальная или прикладная), а затем появляются инженерные методы, по которым создаются новые конструкции. После их исследований и испытаний на рынке появляется новое изделие, которое со временем становится единственно правильным решением.
|
|
|
Да, такой путь не короткий и он сравнительно долог по времени, но он обязательно приводит к оптимальному решению. Как мы уже указывали, конструктор также может прийти к получению такого же результата, но это ему удается не всегда и подвластно лишь единицам.
Поэтому научные исследования являются основой для получения новых знаний, способствуют развитию техники, открывают новые возможности и источники для коренного преобразования жизни (производства). В свою очередь новая техника развивает научные исследования. Все это взаимосвязано: одно оказывает влияние на другое и наоборот.
Использование науки в проектировании вагонов широко и разнообразно: они касаются практически всех его сторон и элементов. Они работают в разнообразных и специфических условиях и средах, выполнены из различных материалов, подчиняются различным теориям, имеют неодинаковые уровни познания и т. д. В зависимости от этого научные исследования могут носить фундаментальный, поисковый или прикладной характер (табл. 4).
|
|
|
Таблица 4 Виды научно-исследовательских работ
| Виды исследований | Результаты исследований |
| Фундаментальные НИР | Расширение теоретических знаний. Получение новых научных данных о процессах, явлениях, закономерностях, существующих в исследуемой области; научные основы, методы и принципы исследований. |
| Поисковые НИР | Увеличение объема знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета. Разработка прогнозов развития науки и техники; открытие путей применения новых явлений и закономерностей. |
| Прикладные НИР | Разрешение конкретных научных проблем для создания новых изделий. Получение рекомендаций, инструкций, расчетно-технических материалов, методик. Определение возможности проведения ОКР по тематике НИР. |
К фундаментальным исследованиям относятся экспериментальные и теоретические исследования, направленные на получение новых знаний без какой-либо конкретной цели, связанной с использованием этих знаний. Их результат — гипотезы, теории, методы и т.п.
|
|
|
Фундаментальные исследования могут завершаться рекомендациями по постановке прикладных исследований для выявления возможностей практического использования полученных результатов, научными публикациями и т.д.
Национальный научный фонд США определяет фундаментальные исследования как часть научно-исследовательской деятельности, направленной на пополнение общего объема теоретических знаний. Они не имеют заранее определенных коммерческих целей, хотя и могут осуществляться в областях, интересующих или способных заинтересовать в будущем практиков.
Задачей фундаментальных наук является познание законов, управляющих поведением и взаимодействием базисных структур природы, общества и мышления. Эти законы и структуры изучаются в «чистом виде», как таковые, безотносительно к их возможному использованию.
Фундаментальная наука развивается главным образом в университетах и академиях наук, её часто называют академической.
Потребность в поисковых работах возникает при отсутствии ясности в путях использования материалов фундаментальных исследований, способах их трансформации для решения конкретных научных и технических проблем. Основными задачами поисковых исследований являются:
|
|
|
- оценка и прогнозирование развития отдельных направлений науки, техники и технологии;
- анализ возможности применения известных или вновь открытых явлений и закономерностей для создания новой техники, технологии или материалов;
- поиск сфер применения новых решений и открытий (так называемые аппликационные исследования).
Цели и задачи поисковых исследований формулируются более конкретно, чем в фундаментальных работах. Планирование и организация поисковых работ характеризуются меньшей неопределенностью.
Итогом поисковых исследований являются новые направления конструирования, новые виды технологий и способы управления производственными процессами. При положительных результатах выводы поисковых работ имеют вполне конкретный характер, имеют материально-техническое воплощение и выдаются в виде отчетов, технической документации, макетов, экспериментальных образцов.
Поисковые исследования направлены на определение перспективности работы над темой, отыскивание путей решения научных задач. Их ведут университеты и научно-исследовательские институты.
Прикладные исследования направлены на решение конкретных научно-технических и организационно-экономических проблем, связанных с выполнением последующих проектных разработок. Их задачами обычно являются:
- создание новых или совершенствование существующих изделий;
- разработка технологии и способов производства новых или усовершенствованных изделий;
- разработка систем механизации и автоматизации производства;
- создание систем и методов контроля хода производственного процесса и качества продукции;
- совершенствование организации производства и труда, системы управления предприятием и его отдельными подразделениями.
Прикладные исследования в наибольшей по сравнению с фундаментальными и поисковыми работами степени ориентированы на конкретные потребности рынка. Их выполнение обычно связано со значительными объемами экспериментальных и испытательных работ.
Прикладные исследования непосредственно ориентированы на создание определенных образцов продукции или технологий. По этому признаку различают прикладные исследования, направленные на создание технических объектов (машин, приборов и т.п.), технологий, видов материалов, способов и систем управления.
Результаты прикладных исследований в форме отчетов, технической документации, макетов, опытных образцов и т.п. являются основой дальнейших разработок с целью внедрения научных идей в практику. Их осуществляют, как правило, различные отраслевые научные организации (лаборатории, опытно-конструкторские бюро, отраслевые НИИ, учебные институты).
К научно-исследовательским работам, выполняемым на предприятиях, условно относятся разработки по созданию нормативно-технических, проектных и информационных документов, подлежащих непосредственному внедрению в производство. Это: стандарты, руководящие материалы, организационные проекты, справочники, научно-информационные материалы и т.п.
Кроме того, ведутся организационно-методические и плановые работы исследовательского характера, вытекающие из общих задач НИИ, КБ, предприятий: разработка перспективных планов развития отрасли, ее частей и объединений; по стандартизации, надежности, технико-экономическим исследованиям; работы по анализу деятельности предприятий, научно-исследовательских и проектных организаций; составление экспертных заключений; подготовительные работы к составлению тематических планов.
Последовательность выполнения научно-исследовательской работы, количество этапов и их содержание зависят от направленности исследований, характера и сложности НИР, степени разработанности темы.
Каждый этап НИР должен решать конкретные задачи, необходимые для успешного проведения последующего этапа и уточнения содержания и направления НИР в целом.
Примерный перечень работ на этапах НИР приведен в табл. 5.
Таблица 5 Этапы НИР и состав работ на них
| Этапы НИР | Состав работ |
| Разработка технического задания на НИР | Научное прогнозирование. Анализ результатов фундаментальных и поисковых исследований. Изучение патентной документации. Учет требований заказчиков. Сбор и изучение научно-технической информации. Составление аналитического обзора. |
| Выбор направления исследования | 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. |
| Теоретические и экспериментальные исследования | Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений. Выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований или для получения конкретных значений параметров, необходимых для проведения расчетов. Разработка методики экспериментальных исследований, подготовка моделей (макетов, экспериментальных образцов), а также испытательного оборудования. Проведение экспериментов, обработка полученных данных. Сопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями. Корректировка теоретических моделей объекта. Проведение при необходимости дополнительных экспериментов. Проведение технико-экономических исследований. Составление промежуточного отчета. |
| Обобщение и оцен-ка результатов ис-следований | Обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач. Разработка рекомендаций по дальнейшим исследованиям и проведению опытно-конструкторских работ (ОКР). Разработка проекта ТЗ на ОКР. Составление итогового отчета. Приемка НИР комиссией. |
| Приемка НИР | Подготовка НИР к рассмотрению приемочной комиссией. Оценка и приемка НИР приемочной комиссией в соответствии с требованиями, уставленными в техническом задании. |
Мы уже в п. 1.1.2 показывали, что железнодорожный транспорт выступает в нашей стране в роли покупателя разнообразной продукции, из которой образуется то, что является непосредственно транспортом. В силу определенных причин (мы также на них указывали) сложились такие обстоятельства, при которых продуценты потенциально железнодорожных изделий в дальнейшем, после её продажи, в их судьбе участия, как правило, не принимают. Поэтому железнодорожники, эксплуатирующие «чужую» продукцию, были вынуждены заняться ее содержанием и поддержанием её в работоспособном состоянии при достаточно длительном сроке «жизни» железнодорожной техники. Для этого они (железнодорожники) сформировали у себя, то, что получило название «техническое обслуживание и ремонт», создали свою прикладную науку «эксплуатации и содержания», воспитали и создали свои научные кадры, институции, теории, разработали методы и условия работы этой уже своей научной школы.
Ёе лидером и координатором научно-исследовательских работ в области железнодорожного транспорта стал ЦНИИ МПС (Центральный научно-исследовательский институт Министерства путей сообщения СССР) трансформировавшийся в настоящее время во ВНИИЖТ (Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта).
Интеллектуальный потенциал ВНИИЖТа и многих других отраслевых институтов в настоящее время огромен и является движущей силой научно-технического развития железнодорожного транспорта. Он позволяет эффективно решать серьезнейшие задачи, стоящие перед железнодорожным транспортом, экономить материально-технические ресурсы, разрабатывать новый подвижной состав, обеспечивать безопасность движения поездов, развивать новые информационные технологии.
Отраслевая наука тесно взаимодействует с фундаментальной. Сотрудни-чество с академическими институтами позволяет решать научно-технические задачи на высоком уровне. Это увеличивает ресурс создаваемых технических средств, снижает эксплуатационные расходы и трудозатраты. В перспективе это направлено на уменьшение транспортной составляющей в цене продуктов.
В частности:
- с Институтом проблем механики РАН ведутся совместные работы, связанные с безопасностью движения по предотвращению сходов вагонов;
- с Институтом металлургии (ИМЕТ) РАН разработана и внедрена на Новокузнецком металлургическом комбинате методика фракционного газового анализа рельсовой стали;
- ВНИИЖТ и Институт химии растворов РАН создали композиционный антипирирующий состав для защиты от огня материалов внутреннего оборудования пассажирских вагонов;
- в содружестве с Институтом физики прочности и материалов Сибирского отделения РАН разработаны методы, технологии и инструменты ультразвуковой финишной и ударной обработки деталей. Применение этих технологий позволит увеличить срок службы отдельных деталей за счет повышения износостойкости и усталостной прочности;
- по определению живучести литых деталей тележек грузовых вагонов, ВНИИЖТ сотрудничал с ЦАГИ и Институтом машиноведения РАН. В результате совместных исследований межремонтный пробег тележек модели 18-100 составляет теперь около 160 тыс. км вместо прежних 80 - 100 тыс. км и т.д.
Широчайшие поисковые исследования и прикладные задачи железнодорожного транспорта решаются в многочисленных отраслевых научно-исследовательских институтах, учебных ВУЗах страны, конструкторских бюро и подразделениях предприятий, занимающихся созданием новой техники. Их роль в последние годы существенно выросла.
Научно-исследовательские работы обычно включают в себя несколько этапов.
На стадии разработки технического задания:
- подбираются, систематизируются и изучаются научно-техническая литература, патентная информация и другие материалы по данной проблеме;
- составляется аналитический обзор и выдвигаются гипотезы;
- выбираются направления работы по реализации поставленной цели;
- составляется научно-техническая документация по первой стадии НИР;
- устанавливаются ответственные исполнители.
На этапе теоретической проработки и проведения экспериментов осуществляются:
- теоретическая проработка проблемы (проверяются научные и технические идеи, разрабатываются методики исследований, определяются методы расчетов и необходимость проведения экспериментов);
- проектирование и изготовление макетов и экспериментальных образцов;
- стендовые и полевые испытания образцов, анализ результатов этих испытаний;
- доработка (при необходимости) экспериментальных образцов.
Оформление результатов исследований включает:
- составление отчетной документации с упоминанием сведений о новизне и эффективности результатов НИР;
- разработку проекта технического задания на опытно-конструкторские работы;
- представление комплекта научно-технической документации заказчику;
- оформление патентов (при наличии соответствующих оснований).
На стадии приемки результатов исследований:
- проводится обсуждение и утверждение результатов НИР (оформленных в виде научно-технического отчета);
- осуществляется подписание заказчиком акта о приемке работы;
- передается заказчику экспериментальные образцы новой продукции.
Проведение прикладных научно-исследовательских работ позволяет, с одной стороны, решить определенную научно-техническую проблему, а с другой — создать задел для проведения опытно-конструкторских работ, конструкторской и технологической подготовки производства.
Работа отраслевых научно-исследовательских институтов более тесно связана с производством. В них исследуются также вопросы непосредственного применения результатов научных достижений на производстве, даются практические рекомендации по улучшению тех или других производственных процессов, по усовершенствованию конструкции машин, механизмов и применяемых материалов. Результаты работы научно-исследовательских институтов рассчитаны на использование в определенных предприятиях. Поэтому некоторые отраслевые НИИ разрабатывают конструкции опытных образцов новых изделий. Выполненные институтом отчеты по темам направляются в руководящие органы и на предприятия.
Разумеется, развивающееся в настоящее время фирменное обслуживание техники должно повлиять на имеющуюся стройную систему научных исследований, работающую на железнодорожном транспорте. Однако желательным является её сохранение и использование в будущем наработанного опыта.
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 365; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!