Управление наукой

В перспективе решение о проектировании и производстве конкретного образца должно приниматься только при наличии технологий, отработанных и подтвержденных на демонстраторах и прототипах.

Управление наукой

Для повышения эффективности организации и выполнения научно-исследовательских работ, устойчивого развития потенциала прикладной науки НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» развивает инновационную систему управления развитием науки и технологий в авиастроении. Она предусматривает внедрение новых механизмов управления созданием технологий авиастроения, управления развитием самой прикладной науки как на стратегическом, так и на тактическом уровне.

В процессе своей деятельности НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» разработал и далее совершенствует методологию управления научно-технологическим развитием, включающую как общие принципы, новые для нашей страны и адекватные современным мировым достижениям, так и конкретные методы и инструменты. Авиастроение выступило пилотной отраслью, но разработки НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» могут быть адаптированы для многих отраслей и областей техники. Сегодня НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» является одной из немногих организаций в России, которая ставит и решает системные задачи в области управления прикладной наукой, имея в этой области как научные, так и практические результаты. Фактически на примере авиастроения отрабатывается новая целостная система управления развитием науки и технологий.

Стратегическое планирование и прогнозирование

Стратегическое планирование и долгосрочное прогнозирование развития технологий должно опираться, по возможности, не на экспертные мнения (тем более что в долгосрочной перспективе возможны качественные изменения, не имеющие прецедентов в прошлом), а на расчеты и моделирование в рамках двух процессов:

·               форсайта «спроса» на технологии, то есть. требований к перспективной технике и ее характеристикам;

·               форсайта «предложения» технологий, то есть оценок достижимых характеристик перспективной техники, построенной с использованием тех или иных комплексов новых технологий.

Сопоставление их результатов позволяет выявить «дефицит» функциональных свойств перспективной техники, целенаправленно планируя соответствующие прикладные разработки для его устранения.

PHOTO-2021-06-09-12-36-28.jpg

Формирование требований к перспективным образцам техники выполняется исходя из генеральных целей развития отрасли, ее роли и места в обеспечении социально-экономического развития и национальной безопасности.

Генеральными целями развития науки и технологий в гражданском авиастроении являются:

·               повышение комплексной безопасности авиационной деятельности (в том числе разработки, производства, технической и летной эксплуатации авиационной техники);

·               снижение вредного воздействия авиационной деятельности на окружающую среду;

·               сокращение стоимости транспортных и иных авиационных работ и услуг, оказываемых с помощью авиационной техники российского производства;

·               повышение качества транспортных и иных авиационных работ и услуг, а также расширение их номенклатуры;

·               обеспечение приемлемых себестоимости и длительности разработки, производства, технического обслуживания и ремонта российской авиационной техники;

·               обеспечение самостоятельной разработки, производства, технического обслуживания и ремонта авиационной техники (а также ее компонентов), критически важной для обеспечения национальной безопасности.

Аналогичная система целей и показателей их достижения сформирована и в сфере развития авиационной техники военного назначения.

Стратегические планы развития технологий задают систему целей в количественном выражении. Определяется система целей развития авиастроения и индикаторов их достижения на кратко- (5 лет), средне- (10 лет) и долгосрочный (15 лет) периоды.

При планировании развития технологий необходимо определить, какими характеристиками должна обладать авиационная техника будущего (и, в конце концов, технологии), чтобы достигнуть указанных целей. Для этого используется инструментарий системного моделирования, при помощи которого индикаторы достижения генеральных целей декомпозируются до уровня требований к различным классам перспективных воздушных судов. Требования (в виде целевых областей значений характеристик) определяются в рамках моделей применения техники в составе надсистем – например, транспортной системы, группировки вооруженных сил и т.п. 

Организация прикладных исследований и разработок, управление научно-технологическими проектами

Важнейший принцип развиваемой НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» системы управления развитием науки и технологий – формирование опережающего научно-технического задела (НТЗ), который позволяет минимизировать риски снижения технико-экономических и тактико-технических характеристик, а также сократить сроки освоения серийного производства новой техники. Только при наличии зрелого НТЗ в виде комплекса интегрированных (взаимоувязанных) новых технологий, отработанных на демонстраторах в условиях, близких к реальным, можно с приемлемым уровнем риска принимать решения о создании новых образцов наукоемкой продукции.

Для обеспечения создания научно-технического задела к заданному сроку и в рамках ограниченных ресурсов прикладные исследования и разработка новых технологий должны быть организованы по принципу последовательного прохождения уровней готовности технологий (УГТ).

Уровень готовности технологии – это формализованная оценка степени ее зрелости для практического использования при разработке и производстве, от идеи до прототипа целостной системы, испытанной в условиях, близких к реальным. Принятая в зарубежной авиационной науке и промышленности шкала предусматривает девять уровней готовности технологий, из которых первые шесть охватывают период создания научно-технического задела, а последующие три относятся к созданию конкретных образцов авиационной техники.

PHOTO-2021-06-10-16-42-37.jpg

Повышение УГТ сопровождается нарастанием реалистичности условий, полноты состава испытуемых систем, точности и достоверности испытаний и измерений. Переход к более сложным, детальным и дорогостоящим исследованиям и испытаниям допускается только после успешного прохождения технологиями предыдущих уровней готовности – и на каждом уровне отсеиваются тупиковые альтернативы, и отбираются лучшие для более тщательного исследования. Достижение уровней готовности технологий должно подтверждаться на сертифицированной экспериментальной базе.

Принцип опережающего создания НТЗ позволяет существенно снизить риск тупиковых решений, несвоевременного или неполного выполнения требований к будущим образцам техники. В тоже время он предполагает рассмотрение широкого спектра альтернативных технологий и обликов, его постепенное сужение по мере накопления знаний.

Отдельные технологии разрабатываются на УГТ 1–3 в рамках проблемно-ориентированных проектов. Далее из них отбираются наиболее перспективные для системной интеграции (то есть объединения в рамках целостных обликов будущих изделий и систем) на УГТ 4–6 в рамках комплексных научно-технологических проектов (КНТП). В ходе системной интеграции учитывается взаимное влияние технологических инноваций в различных компонентах сложных систем. При этом снижается до приемлемого уровня риск негативного взаимовлияния новых технологий. Созданный в итоге НТЗ может стать основой создания одного или даже нескольких серийных образцов техники.

image-23-06-21-11-58.jpeg

Итак, принцип опережающего формирования НТЗ предполагает проработку новых технологий, их системную интеграцию в рамках перспективных обликов изделий, сравнение альтернативных концепций и выбор наилучшей концепции, с точки зрения решения целевых задач.

 Комплексная система управления прикладными НИР и развитием прикладной науки

На основе прогрессивных управленческих подходов, развивающихся в авиастроении, НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» создает комплексную систему управления прикладными НИР и развитием прикладной науки. Комплексная система управления научными исследованиями и разработками (КСУ НИР) состоит из следующих подсистем:

·               подсистема долгосрочного прогнозирования развития технологий авиастроения;

·               подсистема планирования развития технологий авиастроения;

·               подсистема тактического управления реализацией НИР и проектами по развитию технологий;

·               подсистема управления результатами научно-технической деятельности;

·               подсистема управления ресурсами авиационной науки.

 

    image-23-06-21-11-58-1.jpeg

Схема системы управления прикладной наукой (на примере авиастроения)


Для практической реализации КСУ НИР и процессов ее функционирования развивается методический и модельный инструментарий (в том числе реализованный в виде компьютерных моделей и программных комплексов):

·               прогнозирования эффективности новых технологий и технических концепций;

·               оценки уровня достижения генеральных целей с помощью изделий с заданными (в том числе гипотетическими) характеристиками;

·               формирования требований к ресурсам прикладной науки (экспериментальной базе, кадрам) исходя из возможных планов разработки определенных технологий и концепций;

·               прогнозирования ресурсоемкости и длительности разработки технологий и технических концепций;

·               формирования оптимального «портфеля» научно-исследовательских работ и проектов с учетом их ожидаемых «полезности», длительности и ресурсоемкости;

·               принятия тактических решений в процессе реализации прикладных исследований и уточнения характеристик разрабатываемых технологий.

 Методологические исследования и нормативное обеспечение

Необходимость повышения качества управления прикладными научными исследованиями и разработками, а также развитием самой прикладной науки (ее организаций, экспериментальной базы, методов и средств исследований) потребовала решения научных задач в сфере управления сложными организационными системами. Причем, кроме разработки систем управления и методов, требуется также выработать механизмы их внедрения в реальных организациях, нормативное и нормативно-правовое обеспечение развития прикладной науки и технологий.

Разрабатывая и внедряя в авиастроении систему управления научно-технологическим развитием, НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» сталкивается с практическими проблемами внедрения теоретически правильных, научно обоснованных принципов, методов, процедур. Управление сложными социально-экономическими и организационно-техническими системами отличается от формальных задач технической кибернетики. Поэтому приходится решать специфические проблемы управления изменениями в таких «живых» системах, в которых агенты обладают собственными интересами, горизонтами видения, опытом и т.п. Невнимание к этим аспектам неминуемо приводит к провалу «теоретически обоснованных» реформ. В тоже время это не просто «досадное препятствие» на пути прогрессивных методов управления – это уникальный, интереснейший материал для управленческой науки.

НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» совместно с Институтом проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН ведет систематические исследования и разработки в области методологии управления прикладными НИР и развитием прикладной науки (на примере авиастроения).

Методологические разработки НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» в сфере

·               стратегического планирования прикладных НИР,

·               оценки эффективности их результатов,

·               прогнозирования развития технологий,

·               тактического управления реализацией прикладных НИР,

·               управления развитием экспериментальной базы и кадрового потенциала прикладной науки

изложены в монографиях, статьях в рецензируемых научных журналах, а также в трудах ежегодных научно-практических конференций, проводимых совместно НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» и Институтом проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН.

На основе разработанных методов и процедур управления в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» разработаны серии национальных стандартов ГОСТ Р «Комплексная система управления научными исследованиями и разработками» и ГОСТ Р «Авиационная техника гражданского назначения», стандарты организации (СТО) НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» – всего более 30, и их состав продолжает пополняться.

Результаты исследований и разработок НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» нередко выходят за рамки отраслевой прикладной науки. Из них вытекают рекомендации по совершенствованию нормативного и правового обеспечения научных исследований и разработок, структуры научных и промышленных организаций. Они используются при формировании нормотворческих инициатив в рамках Лиги содействия оборонным предприятиям, Союза машиностроителей России, экспертных советов при комитетах Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации и др.





Возврат к списку