Как процесс возникновения, формирования и реализации научно-технических нововведений

Многие научно-технические нововведения обнаруживают сходные тенденции развития, и если представить графически стадии проведенных исследований и разработок, то можно выделить основные фазы развития научно-технического нововведения. Суммарная продолжительность этих стадий составляет срок жизни научно-технического нововведения.

В экономической литературе выработан единый подход к структуре научно-технического процесса. Под ней понимается рассмотрение стадий и этапов НИОКР, сменяющих друг друга – наука, техника, производство и потребление.

Результатом первой стадии – «наука» – является осуществление фундаментальных исследований, цель которых – научные открытия, вновь познанные законы и категории, характеризующие устойчивые существенные связи между явлениями природы и общества, получение совокупности новых научных знаний, составляющих основу для возникновения других исследований, а также принципов и направлений их возможного использования в материальном производстве. Данные исследований определяются, в первую очередь, суммой принципиально новых научно-технических знаний, направленных на создание научно-технического задела в области науки и техники. Новые знания становятся научным потенциалом технического прогресса, имеющим форму законченной теории и являются основой для последующего практического использования. Их содержание сводится к совокупности новых технических решений перспективного характера, определяющих долговременные тенденции и направления научно-технического прогресса.

Развитие фундаментальных исследований оказывает определяющее воздействие на последующее проведение поисковых научно-исследовательских работ. Каждое открытие становится основой для нового изобретения или новых усовершенствованных методов производства.

На стадии поисковых исследований проверяется замысел, идея нового технического решения, устанавливается принципиальная возможность практического применения и его материализация на практике, в экспериментально-опытных образцах, процессах, новых материалах, новом продукте.

Образование научно-технических решений на стадии поисковых исследований происходит путем изыскания новых возможностей, теоретических и лабораторно-экспериментальных исследований, применения новых физических и технических принципов для получения высокоэффективных научно-технических решений, защиты нового технического решения авторским свидетельством.

Рассматриваемые на стадии фундаментальных и поисковых исследований научно-технические решения образуются и существуют в следующих видах: научные открытия, изобретения, идеи, технические решения, что говорит о многообразии и их возможном дальнейшем использовании. Эффективность их использования определяется, в первую очередь, созданием условий для дальнейшего применения результатов фундаментальных и поисковых исследований, проведения научно-исследовательских работ прикладного характера и опытно-конструкторских разработок.

Важно отметить, что фундаментальные и поисковые научно-исследовательские работы представляют два взаимосвязанных процесса исследований, направленных на то, чтобы не только получить достоверное научное знание, но и чтобы это знание могло материализоваться на практике.

При этом постановку проблемы в процессе выполнения поисковых научно-исследовательских работ следует отождествлять с выдвижением научно-технической идеи о материализации теоретического знания.

В то же время выводы, полученные в итоге завершения поисковых работ, могут служить базой для исследовательского прогноза к появлению новых фундаментальных знаний, что может привести к появлению новых теорий и созданию потенциальных возможностей качественно нового вида.

Одним из примеров эффективного влияния научных открытий на ускорение научно-технического прогресса является открытие явления волновой локализации автотормозящих твердофазных реакций, сделанное специалистами института химической физики АН (диплом № 287). Авторы экспериментально установили, что химическое взаимодействие между твердыми дисперсными компонентами, происходящее без плавления и газификации реагентов и продуктов, после термического инициирования локализуется в зоне, самопроизвольно перемещающейся в пространстве в виде волны горения. Научное значение открытия состоит в том, что оно коренным образом изменило представление о механизме химического взаимодействия веществ при горении гетерогенных конденсированных систем. Впервые показана возможность протекания автотормозящих реакций в самораспространящемся режиме ввиде волны горения. Открытие стимулировало широкое развитие исследований безгазового горения, которое стало самостоятельным разделом науки о горении.

Практическое значение открытия заключается в использовании процессов горения для синтеза тугоплавких неорганических материалов. Результатом открытия явилось создание промышленного метода получения металлокерамических соединений. Этот метод, получивший название «самораспространяющийся высокотемпературный синтез» (СВС), защищен более 20 авторскими свидетельствами на изобретения, часть которых запатентована за рубежом.

В настоящее время методом СВС синтезировано около 300 простых и сложных соединений высокого качества, эффективно применяющихся в металлургии, машиностроении, электро- и радиотехнике.

На основе открытия создан ряд технологических процессов, в которых непосредственно из продуктов горения получают готовые материалы и изделия, не требующие дальнейшей переработки и обладающие высокими эксплуатационными свойствами.

Российские инженеры впервые в мире предложили новшество, совершившее революционный переворот в металлургии: непрерывная разливка стали – новый технологический процесс, который покорил индустриальный мир, лицензии проданы в 22 страны, запатентован во многих государствах. Но наша страна по его внедрению находится на одном из последних мест.

Новые методы ритмической сушки, технология вакуумирования стали, способ очистки деталей от старых покрытий резким охлаждением и целый ряд других прогрессивных технологий также разработаны в нашей стране, но когда дело доходит до их внедрения, лидирующие позиции утрачиваются. Стране наносится экономический, политический и моральный ущерб, теряется престиж, замедляются темпы непрерывного процесса создания, внедрения новшества в производство и распространения в масштабах всей экономики, а также сопряжённые с этим процессом изменения в социальной и материальной среде.

Процесс образования и реализации нововведений как экономической категории необходимо рассматривать, начиная с фундаментальных исследований, развитие которых оказывает определяющее воздействие на следующий этап инновационного процесса – проведение поисковых, прикладных и опытно-конструкторских разработок. Данный процесс определяется, в первую очередь, получением принципиально новых научно-технических знаний, направленных на создание научно-технического задела в области науки и техники. Полученные знания становятся научным потенциалом научно-техничес-кого прогресса для его последующего практического использования.

Успех в области фундаментальных и поисковых исследований обязательно приводит к образованию новых возможностей и их практической реализации в дальнейших разработках, в которых проявляется переход от «чистой» науки к технике, а через последнюю – к производству.

Стадия проведения научно-исследовательских работ прикладного характера включает научную разработку новых технических решений, содержащих исследование и разработку технологических процессов, материалов, технологии, методов, изготовление макета, стенда, прибора, оборудования, их экспериментальную проверку. Именно здесь формируются научно-технические решения, направленные на дальнейшее создание ресурсосберегающей техники, технологий, новых материалов, использование новых технических решений для удовлетворения определенных общественных потребностей.

Следующей стадией реализации научно-технических решений является проведение опытно-конструкторских разработок (ОКР). На стадии проведения ОКР проходят проверку и реализацию научные и технические решения, определяются структурные, кинематические, эксплуатационные параметры и характеристики опытно-промышлен-ного образца новой техники, техпроцесса, материалов, изделия. Когда эта стадия достигнута, гораздо большие возможности имеются для разработки новых продуктов, создания новых методов и процессов или улучшения конструкции машин и изделий. Только изменение технологических принципов и получение продукта, основанное на новых технических решениях, может существенно повлиять в дальнейшем на эффективность производства. Именно разработка и внедрение новой техники, технологии, материалов приводит к качественному изменению производительных сил общества, зависящих от интегрированного использования фундаментальных, научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок. На рис. 17 приведена схема процесса осуществления научно–технических нововведений.

Примером эффективного использования научно-технических нововведений по их видам от стадии исследования, разработки и до внедрения в производство является проведённая НИОКР «технология», которая направлена на исследование, разработку и внедрение комплексных технологических процессов изготовления деталей накопителя на жёстких магнитных дисках типа фланцев, винтов, втулок из чёрных и цветных металлов пластическим деформированием, выдавливанием, прокаткой профилей, высадкой с целью экономии производственных ресурсов предприятия.

Рис. 17. Осуществление научно-технических нововведений

Проведённая работа отличается тем, что в достаточно короткие сроки был осуществлён перевод изготовления более 20 наименований деталей с обработки металлов резанием на принципиально новые технологические процессы пластического формообразования, не применявшиеся ранее в отечественной и зарубежной практике для материалов и изделий данного типа.

Важной отличительной особенностью, представляющей дополнительные трудности и сложности в части эффективного внедрения новых технологий в период выполнения разработки, является создание комплексных технологических процессов на основе последовательного или совмещенного использования различных методов обработки металлов давлением, а также отсутствие необходимого отечественного оборудования и апробированного специнструмента. Это потребовало отработки новых технологий, оборудования и инструмента, выполнения целого цикла работ практически от стадий исследований и экспериментальной проверки и до серийного выпуска опытных партий деталей по каждому конкретному технологическому процессу.

В качестве примера количественного определения возможностей научно-технического решения на стадии ОКР является перевод деталей с механообработки на изготовление методом порошковой металлургии. При изготовлении указанной номенклатуры (табл. 8) в базовом варианте используется металлорежущее оборудование, что требует больших материальных, энергетических и трудовых затрат. В новом варианте меняется как технология изготовления деталей, так и применяемое оборудование, технологические процессы. Применение нового метода выявило возможности экономии производственных ресурсов, а, следовательно, развития производства более экономичными методами и с наименьшими затратами. Реализация нововведений позволяет судить об их измерении и величине.

Экономический эффект, полученный в результате внедрения НИОКР, может быть определён, исходя из роста объёма производства, снижения трудоёмкости и себестоимости, изменения цен на изделия с более высокими потребительскими свойствами, прибылью.

Задача ускорения научно технического прогресса и повышение эффективности производства требует максимального использования всех новых возможностей развития и роста производства, основанных на использовании научно-технических нововведений.