- Прогнозирование качественных скачков в развитии техники
Особенности прогнозирования появления принципиально новых электроизделий.
Эти прогнозы основаны на попытках увидеть, каким станет данное электроизделие в будущем. Тем самым такие прогнозы являются одним из необходимых и весьма полезных этапов формирования новых типов электроизделий.
Основное при подобном прогнозировании — это стремление заглянуть далеко вперед, максимально конкретно, как только это возможно, с большими элементами научной фантастики. Именно заглянуть вперед, а не просто ориентироваться на то, как эта область развивалась в предыдущие годы. Крупные открытия всегда представляют собой скачки, т. е. перерывы в плавном течении прогресса. И при прогнозировании развития техники очень важно представить себе, какой наибольший технический скачок вперед возможен в рассматриваемой области. Конечно, описать в деталях электроизделие будущего практически нельзя. Но надо попытаться представить хотя бы некоторые наиболее важные особенности этого электроизделия, с тем чтобы оценить его возможности.
На основе прежних понятий всегда можно высказать новые научно-технические идеи. Современная наука и техника уже доказали реальность и осуществимость многих казавшихся ранее фантастическими идей. Поначалу новые устройства иногда довольно дороги и представляют собой не более чем интересные примеры будущих возможностей. Но проходит некоторое время и их начинают выпускать в массовом масштабе. Так было, например, с микрополосковыми СВЧ-модулями.
К прогнозированию качественных скачков в развитии техники привлекаются ведущие специалисты в данной области, т. е. самые талантливые работники.
Исходные данные для прогнозирования качественных скачков в развитии техники.
При прогнозировании качественных скачков нужно располагать целым рядом исходных данных.
- Прежде всего необходимо хорошо знать направления, т. е. тенденции развития данной области техники. Так, в области электроэнергетики — это развитие мощных энергетических систем, охватывающих всю территорию страны; увеличение мощности турбоагрегатов; автоматизация производства электроэнергии. В области ЭЦВМ — это повышение их экономичности, быстродействия, емкости памяти, надежности; уменьшение габаритов, массы и цены; развитие средств математического обеспечения и проникновение данных машин во все новые и новые сферы применения.
Основными направлениями дальнейшего развития радиолокационной техники стало широкое внедрение цифровых методов и ЭЦВМ как для формирования, обнаружения и обработки РЛ- сигналов, так и для управления всем комплексом.
- Для прогнозирования качественных скачков в развитии техники нужно хорошо знать состояние теории и открываемых ею возможностей для новых решений в области рассматриваемой техники. Знание перспектив развития науки позволяет прогнозировать, какие технические достижения и новые возможности для совершенствования параметров данных электроизделий могут появиться в ближайшие годы. Научные заделы всегда содержат большой элемент обоснованного ожидания и предвидения. Опираясь на имеющиеся достижения теории, можно прогнозировать дальнейшее развитие техники на много лет вперед.
- Для прогнозирования качественных скачков в развитии техники надо знать также авторские свидетельства и патенты, т. е. изобретения в этой области. Это дает возможность выявить те принципиально новые возможности и пути развития данной области техники, которые открывают относящиеся к пей отечественные и зарубежные патенты. Новые направления развития техники бывают в значительной мере скрыты в патентах. Прежде всего надо знать отечественные авторские свидетельства и патенты. Создаваемые на их базе электроизделия могут стать также предметом продажи за границу лицензий и экспорта изделий.
- Важное значение для прогнозирования качественных скачков в развитии техники имеют будущие потребности общества. Экономические потребности общества являются основным стимулом технического прогресса. При отсутствии представления о будущих экономических потребностях общества нельзя делать правильные прогнозы.
За последнее десятилетие объем корреспонденции возрастает так быстро, что стала нарастать потребность общества в создании новых систем связи, обеспечивающих возможность обмена большими объемами данных. Прогноз в этой области техники связи — применение для деловой переписки электронной почты — предусматривает, что со временем развитие связных спутников и техники миллиметровых волн достигнет такого уровня, когда доставка электронов будет обходиться дешевле доставки конвертов. Электронная почта обеспечит существенное улучшение качества почтового обслуживания. В такой системе электронные устройства будут прочитывать корреспонденцию и вырабатывать соответствующие сигналы, которые будут передаваться в ближайшее к адресату почтовое отделение. Там они будут использоваться для изготовления факсимильных копий, которые почтальоны и доставят по адресам.
Ожидается, что экономически наиболее эффективной будет электронная передача корреспонденции с помощью спутников связи. В этой системе предусматривается возможность приема информации с устройств вывода ЭЦВМ либо в виде записи на магнитной ленте, либо в виде электрических сигналов. В качестве устройств ввода могут применяться также оптические системы считывания знаковой информации, кассеты с магнитной лентой, преобразователи кода с записью на ленту или на диск и факсимильная аппаратура.
Другим примером прогнозирования на базе представления о будущих экономических потребностях общества можно привести прогнозы развития автоматизации сложных сборочных и монтажных работ. Современные прогнозы специалистов предусматривают, что следующим шагом в развитии многофункциональных автоматов «роботов» будет оснащение их в дополнение к «мозгу» (ЭЦВМ) и «рукам» (манипуляторам) еще и оптическими устройствами — «глазами», которые обеспечат возможность ориентирования робота по движущемуся объему. Будут создаваться роботы, умеющие читать сборочные чертежи и принимать решения о том, как в соответствии с чертежом монтировать элементы схемы. При этом глазами робота будут служить видиконные камеры. В настоящее время ведутся работы по увеличению круга объектов, которые сумеет распознавать робот. За сборочными чертежами должны последовать рабочие чертежи, логические и монтажные схемы. В дальнейшем такой робот мог бы найти применение для автоматической проверки чертежей, для выполнения без участия человека исследований, необходимых для составления схем, графического отображения данных, конструирования с помощью ЭЦВМ и других работ, связанных с автоматизацией проектирования.
- При прогнозировании качественных скачков в развитии техники надо также знать, какое значение для народного хозяйства имеет дальнейшее совершенствование различных параметров тех пли иных электроизделий. Научно-технический прогресс тесно связан с экономическими возможностями общества. На сроки достижения соответствующих численных значений тех или иных параметров электроизделий огромное влияние оказывает уровень ресурсов, выделяемых обществом для их достижения. Значительному прогрессу соответствующего вида техники способствует вложение больших средств в ее разработку. А это зависит от того, насколько существенно для народного хозяйства улучшение соответствующих параметров данных электроизделий.
- При прогнозировании качественных скачков в развитии техники необходимо располагать также прогнозами ожидаемого появления новых материалов и компонентов, которые можно будет использовать для создания новых конструкций. Возможности создания новых типов электроизделий в большой степени зависят от того, когда появятся новые материалы и компоненты.
Так, когда еще только появились первые интегральные схемы, сразу был высказан революционный прогноз о том, что основным элементом для построения ЭЦВМ в будущем станут матрицы монолитных интегральных схем с высоким уровнем интеграции. А несколько позже было предсказано, что по мере развития технологии больших интегральных схем в конечном счете появятся ЭЦВМ, выполненные на одном кристалле кремния. Этот прогноз показал большую перспективу.
Создание интегральных схем с высоким уровнем интеграции уже сделало возможным создание нового, четвертого поколения электронных вычислительных машин. Большие интегральные схемы открыли новую эру в создании электроизделий новых типов, изменяя сами принципы проектирования. Ожидают, что соотношение стоимостных и рабочих характеристик логических схем в ЭЦВМ четвертого поколения на больших интегральных схемах будет на два порядка лучше, чем в машинах третьего поколения. В самом ближайшем будущем ожидается появление ЭЦВМ, созданной на одном или двух кристаллах кремния. Это даст возможность продавать ЭЦВМ за 200 руб., а со временем и за 100 руб.
Возможности создания лазерных систем связи большой протяженности зависят от успехов в производстве стекловолокна диаметром всего в несколько микрон.
Возможности практических применений голографии зависят от создания новых материалов для регистрации голограмм. Идеальный для этого материал должен обладать быстрой реакцией, допускать стирание, не требовать обработки путем проявления и давать ясное, четкое изображение без зернистости, характерной для голограмм, получаемых с помощью обычных галогенидосеребряных фотографических эмульсий.
- Необходимо также знание препятствий и трудностей, стоящих на пути реализации новейших технических идей. Надо знать те серьезные технические проблемы, которые усложняют разработку новых типов данных изделий.
Так, прогнозы предусматривают, что индикаторы будущего будут жидкокристаллическими. Это обусловливается их потенциально низкой стоимостью, потреблением очень малой мощности и непосредственной совместимостью с МОП-схемами. Однако их применение наталкивается пока на ряд нерешенных проблем: ограниченный срок службы и рабочий диапазон температур, непривлекательный внешний вид, большая инерционность на включение и выключение. Поэтому вопрос состоит в том, как скоро удастся решить названные проблемы. Для возможности создания новых типов электроизделий часто бывают необходимы определенные прорывы в области технологии производства.
- Большое значение при прогнозировании развития техники имеют накопленный опыт, последние усовершенствования в области данных изделий и успехи, достигнутые в области проектирования. При этом изучаются также опыт и достижения других стран с высоко развитой техникой.
Использование при прогнозировании развития техники экспертных оценок.
Гипотезы развития техники часто строятся на базе изучения и оценок данной области компетентными специалистами (экспертами). Для прогнозирования требуются большая эрудиция, глубина понимания и отсутствие предвзятости. Предвзятое мнение ослепляет специалистов, даже отлично знающих свое дело. Из-за этого они нередко не видят того, что находится буквально перед глазами.
К прогнозированию обычно привлекают несколько различных специалистов.
Каждый из них должен определить ожидаемые технические усовершенствования данного изделия, а также взвесить и оценить их с точки зрения желательности, выполнимости и срока осуществления.
Прогнозирование должно способствовать поиску богатых идей, пониманию того, где их можно ожидать. Обсуждение подготовленных прогнозов на больших форумах специалистов-теоретиков, разработчиков, экономистов и производственников способствует широкому обмену мнений и содействует появлению новых идей. В ряде случаев такие идеи открывают новые пути развития техники. Прогнозирование наталкивает, таким образом, специалистов па изобретения.
Экспертам, которых привлекают к прогнозированию развития соответствующей техники, заблаговременно направляют анкеты. Эти анкеты весьма разнообразны. В одних случаях, например, эксперта просят назвать ожидаемые технические усовершенствования в данной области и сроки их вероятного осуществления. В других случаях перед специалистами ставятся вопросы, касающиеся перспектив развития соответствующих изделий. Рядом с ответами на них предлагается приводить краткие обоснования или называть те условия, при которых эти события могут наступить.
Усовершенствования изделий оцениваются экспертами прежде всего с точки зрения их потребителей, а выполнимость этих усовершенствований — с точки зрения изготовителя. Последняя должна отражать сложность тех разработок, которые будут связаны с реализацией рассматриваемого изобретения.
В вопросе о путях развития техники часто сталкиваются различные точки зрения. В таких случаях проведение дискуссий и обмен техническими идеями между специалистами способствуют достижению согласованности мнений экспертов.
Использование сетевых графиков при прогнозировании вероятных сроков осуществления технических усовершенствований.
После выявления ожидаемых усовершенствований составляют перспективные календарные графики проведения соответствующих исследований и разработок, предшествующих их осуществлению. На таких графиках наносят основные события, которые должны обязательно предшествовать созданию рассматриваемых электроизделий, а также ожидаемые сроки их наступления. Подобные графики часто строят в виде сетевых (рис. 6.3). Эти графики позволяют прогнозировать сроки осуществления тех или иных усовершенствовании.
Рис. 6.3. Сетевой график разработки нового электроизделия
Построению сетевого графика предшествует выявление всех событий. Под событиями сетевого графика (кружки на графике) в данном случае имеются в виду все те наиболее смелые технические задачи, которые предстоит решить для создания рассматриваемой техники. При этом наиболее сложные задачи могут относиться к совершенно новым областям техники.
Только большое число совместно используемых технических достижений (событий) позволяет создать принципиально новый вид техники. Так, очень часто уменьшение размера электронной аппаратуры приписывают созданию транзистора. Между тем для этого потребовалось еще и создание танталовых конденсаторов, катушек и трансформаторов с сердечниками высокой магнитной проницаемости, печатных схем, пайки погружением в припой, никелево-кадмиевых батарей, кремниевых батарей, работающих на солнечной энергии, и др.
После выявления всех событий и ожидаемых затрат календарного времени (на графике они надписаны над каждой стрелкой) для решения каждой проблемы можно, применяя методы сетевого планирования, рассчитать время, требующееся для создания рассматриваемой техники*.
* Подробно сетевые графики изучаются в курсе «Организация электротехнического производства».
