ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

содержание главы
Целью главы является формулировка исходных положений научно-технического исследования: обоснование

его выбора, уточнение возможностей реализации, оценка целесообразности по критерию полезности и разработка стратегии выполнения исследования.
Для достижения этой цели в разделе приведены основные типы исследований, их классификация по различным признакам, а также примерная классификация наиболее часто встречаемых в технике явлений и процессов.
Практика показала, что в качестве ведущего стержня исследования может быть полезным использование операционно-временного графа. Приводится анализ содержания основных этапов графа.
Далее даны рекомендации по постановке вопроса исследования, сбору информации, составлению рефератов.

и их классификация
Ввиду того, что дать краткое

описание целей научно-технического исследования практически невозможно, ограничимся здесь формулировкой наиболее часто встречаемых их типов. Это в частности:
1. Получение информации о работе существующей системы или наблюдаемого процесса.
2. Оценка работы системы или протекания процесса в сравнении с предполагаемым по предварительному заключению.
3. Создание и проверка теории о работе какой-то машины или системы.

системы выявление характеристик или обнаружение недостатков

в ее функционировании.
5. Получение информации для разработки такой системы. Например, для построения автоматизированной системы управления производством (АСУП) или же новой машины (аппарата).
6. Создание измерительных приборов или методов оценки работы существующей системы.

По целевому назначению исследования могут быть объединены в два больших четко разделенных класса: прикладные и поисковые.

к классу прикладных. Они проводятся для получения непосредственных внедряемых в

промышленность результатов. Некоторые исследователи увлекаются этими исследованиями, так как они часто дают немедленный экономический эффект.
Поисковые исследования преследуют более далекую цель. Они необходимы для нахождения новых процессов, для разработки новых теорий, гипотез, открывающих путь для прикладных исследований.

работа которых достаточно хорошо известна. В этом случае имеется теория,

удовлетворительно описывающая работу системы, разработана математическая модель, известны аналогичные исследования.
Ко второму типу относят исследования систем, о работе которых мало или ничего неизвестно. В первые годы развития кибернетики метод исследования таких систем получил условное название метода "черного ящика" [8].

рассматривается как закрытый ящик. Исследователь

не строит информационную модель процесса, протекающего внутри "ящика", и, тем более, он не строит математическую модель. "Ящик" исследуется путем наблюдения за его функционированием или путем систематических воздействий на "входах", отмечая соответствующую реакцию на "выходах". Полученное таким образом эмпирическое описание работы "ящика" обычно оформляется в виде статистической зависимости У = F(Х), многочленном первого или второго порядка в виде регрессионной зависимости. Такая статистическая зависимость является лишь первым шагом в процессе изучения объекта, так как аппроксимирующая формула не может заменить знание существа происходящих физических явлений.

характерных процессов или явлений в объектах исследования.

1. Процессы или явления, о которых имеется достаточная информация, где известны основные действующие силы, начальные и граничные условия. Это в основном детерминированные процессы, при исследовании которых можно применять гипотетико-дедуктивный метод. Например, изучение динамики машин, устройств.
2. Процессы или явления, для которых имеется достаточная информация о характере сил, граничных условиях, но сложность протекания таких процессов не позволяет получить дедуктивным путем эффективных математических моделей. Основным методом изучения в этом случае является экспериментальное исследование и физическое моделирование для выявления результирующих действующих сил, построения критериев, а также роли граничных условий.

определяемые многочисленными факторами, и вероятностные процессы. Основная задача

исследования в этом случае состоит в определении опытным путем статистических характеристик и их зависимости от некоторых факторов.
4. Процессы или явления, происходящие в сложных системах, поведение которых определяется в большей мере их структурой. Системы автоматического регулирования (САР), управление и синтез иерархических систем, а также распределение ресурсов. Основной метод исследования состоит в построении и изучении математических моделей.

методов. При небольших исследованиях, как показывает опыт, эффективность использования сетевых

методов снижается из-за частого срыва сроков осуществления отдельных операций. В качестве удобного и наглядного средства управления разработкой может принести большую пользу использование графа, который представляет собой структуру исследования со всеми взаимосвязями между этапами, даст наглядное представление о координации отдельных работ. Он же помогает распределить усилия во время выполнения исследования.

операции (темы).
Подготовка экспериментальной части исследования.
Проведение экспериментов и обработка экспериментальных положений.
Заключение.


Основные

этапы
научно-технического исследования.

делится на подсобытия).
3. Реферат о состоянии вопроса.
4.

Предварительный план исследования.
5. Методика исследования, первая часть.

опытной установки, включая измерительную аппаратуру.
7.

Информационная модель. Начало разработки гипотезы.
8. Эскизный проект опытной установки, спецификация измерительных приборов и их привязка в установке.
9. Методика исследования, вторая часть.

аппаратура.
11. Математическая модель процесса.
12. План эксперимента. Оценка точности измерения. Методика обработки результатов экспериментов.
13. Отлаженная опытная установка.

(первая группа экспериментов).
15. Предварительные теоретические выводы.
16. Уточненная гипотеза,

модель.

Внедрение результатов исследования в промышленности, в

проектных организациях.

широких пределах. Например, события 8-9 соответствуют "проектированию и изготовлению опытной

установки". Она может быть очень короткой по времени, если опыты намечается провести на готовой установке из другого предварительного исследования. Или, наоборот, длительность выполнения может измеряться годами, особенно если учесть трудности при снабжении или изготовлении некоторых материалов и приборов.

поисковые исследования, выводы которых подтверждают актуальность и перспективность работы. Поисковые

исследования вытекают из практики, при изыскании более эффективных способов обработки, новых принципов конструирования машин или управления процессами.


Основанием для постановки вопроса исследования является в первую очередь его актуальность, которая определяется потребностью народного хозяйства и общества. Следовательно, при возникновении проблемы ее необходимо решать.
Под актуальностью проблемы следует понимать не только потребность сегодняшнего дня, но и задачи на перспективу. Наука должна уже сегодня создать необходимые предпосылки в виде теорий, опробованных гипотез, новых процессов, более эффективных машин, новых приборов, методов и навыков управления.
Актуальность выражает необходимое условие исследования операции, но она недостаточна для ее проведения. Требуется еще обосновать возможность выполнения работы при заданном уровне знаний, при имеющихся людских, технических и финансовых ресурсах.

следующие вопросы:

1. Необходимо ли решать данную проблему?
2. Можно ли ее

решить?
3. Оправдано ли экономически ее решение?

Ответ на эти вопросы должен дать предварительный план исследования. И для этого прежде всего надо начинать со сбора информации.

Но надо помнить, что прежде, чем заниматься отдельными деталями,

надо увидеть проблему в целом.

В нашей стране хорошо организована библиотечная служба, публикуются реферативные журналы.
Начинающему исследователю за рекомендациями и советами следует обращаться в библиографические отделы библиотек и составлять картотеки источников, рефератов, конспектов.
В последнее время появилась возможность собирать и
систематизировать информацию в сети ИНТЕРНЕТ.

его направление в значительной мере зависят от выполненного реферата по

состоянию вопроса.

Реферат составляется на основании картотеки рефератов, то есть по вопросам, а не по авторам. Ссылки производятся только на фундаментальные источники. По структуре реферат должен на 1-й стр. вмещать название темы, фамилию автора, дату. На 2-й стр. размещается аннотация (около половины страницы), с указанием цели реферата и основного вывода. Третья страница вмещает оглавление, даже текст, разделенный на отдельные параграфы. Далее располагается заключение (выводы) в объеме одной-полутора страниц, приложения и, если нужно, список литературы.
Информационная (описательная) модель явления или процесса не всегда представляется в отдельных статьях, в то время как она является основой всего труда.

которой предстоит заниматься должна быть сформулирована

четко: какой информацией располагаем, какие имеются недостатки в настоящем состоянии проблемы и к чему следует стремиться.
Расплывчатость формулировки задачи, не уточняющей положения вещей и цели, свидетельствует о недостаточном изучении вопроса.

виду, что почти всегда можно найти

более чем одно решение задачи или целую область допустимых решений. Поэтому необходимо уточнить количественный критерий для выбора оптимального решения в этой области.

разработка мероприятий для выполнения исследования наиболее экономичным образом.

Здесь подразумевают экономию усилий, средств, и времени. Как следствие анализа должно получиться обоснование возможности выполнения исследования, целиком или частично.

внимание на следующие аспекты: где будет производиться исследование (в лабораторных

условиях или на производстве); наличие опытной установки или машины, измерительной аппаратуры, вычислительной техники и соответствующего математического обеспечения.
При этом следует уточнить, что имеется, а что необходимо приобрести (снабжение - очень важный вопрос!), что конструировать и где изготовить, оценить квалификацию изготовителей.

для проведения исследования, полезно построить граф в масштабе и оценить

длительность каждой отдельной работы. Очень полезно применить метод экспертов, т.е. запросить у более опытных, специалистов оценку длительности выполнения подобных работ.
Если тема входит в план лаборатории НИИ или кафедры, то возникает единственный вопрос – достаточно ли имеющихся финансов для выполнения исследований по намеченному плану.

которые ищут источники финансирования. Практика

показывает, что можно заинтересовать другие организации для финансирования исследования, если имеются какие-то убедительные, хотя бы и частичные, результаты. Это, в свою очередь, требует поисковых разработок, наличия многообещающего изобретения или открытия. Трудность при этом также заключается в том, что чаще всего посторонняя организация заинтересована лишь в каких-то аспектах исследования.

сделать свои первые шаги в науке в авторитетном

коллективе, где вопросы финансирования решаются без его участия.

ранее поставленные вопросы. В случае положительного ответа следует переходить к

разработке первой части методики исследования.
В методику обычно входят реферат о состоянии вопроса, анализ предварительного плана с окончательной формулировкой основной цели исследования и частных целей по отдельным этапам. Очень важно конкретизировать критерий количественной оценки результатов. Чаще всего этот критерий имеет вид технико-экономических условий. Например, повышение КПД, производительности, степени управляемости или устойчивости системы, надежности установки, безопасности людей, исключение недостатков старых аппаратов, машин и т.д.

положения теории, определяющие направление теоретической части исследования. Необходимо определиться со

схемой опытной установки и перечнем основных изменений (что и где мерить, с какой точностью и т.д.). Следует также сформулировать требования к плану эксперимента. Далее необходимо выяснить, каким образом будут обработаны результаты эксперимента, и установить требования к математическому обеспечению. Наконец, следует разобраться, в каком виде будут представлены результаты исследования и каким образом они будут внедрены.