Компьютерные технологии в научных исследованиях Дисциплина для магистерской подготовки по направлению «Электроника и наноэлектроника» Автор: Исаев Владимир Александрович, к.т.н., профессор Великий Новгород, 2014

Занятие 2 Научные исследования как этап жизненного цикла продукции (ЖЦП). Проект как объект управления. Место и роль компьютерных технологий в научных исследованиях.

ПОТРЕБИТЕЛЬ ТРЕБОВАНИЯ Постоянное улучшение СМК Модель СМК на основе процессного подхода Измерение, анализ, улучшение 7. Процессы ЖЦП Ответственность руководства ПОТРЕБИТЕЛЬ УДОВЛЕТВОРЕННОСТЬ (4.2,4.9,4.10) (4.3) (4.4) (4.6) (4.7,4.8,4.9,4.10, 4.12,4.15,4.19) (4.13) (4.2) (4.2,4.5) (4.2) (4.5) (4.16) (4.1) (4.1,4.18) (4.1,4.9) (4.9) (4.1,4.2) (4.3) (4.1) (4.1,4.2) (4.1) (4.2) (4.10,4.17,4.20) (4.9,4.10,4.17,4.20) (4.13) (4.14,4.20) (4.1,4.14) Продукция Выход Вход Деятельность, добавляющая ценность (стоимость) Информационный поток 6. Менеджмент ресурсов 4. СМК ISO 9001:2008 ISO 9001:1994

ISO 9001: Проектирование и разработка Планирование проектирования и разработки Организация должна планировать проектирование и разработку и управлять этими процессами. В ходе планирования проектирования и разработки организация должна устанавливать: a) стадии проектирования и разработки; b) проведение анализа, верификации и валидации, соответствующих каждой стадии проектирования и разработки; c) ответственность и полномочия в области проектирования и разработки. Организация должна управлять взаимодействием различных групп, занятых проектированием и разработкой, в целях обеспечения эффективной связи и четкого распределения ответственности.

Проектный менеджмент Проект – уникальный процесс, состоящий из совокупности скоординированной и управляемой действий с начальными и конечными датами, предпринятый для достижения цели, соответствующей конкретным требованиям, включающий ограничения по срокам, стоимости и ресурсам (п ISO 9000:2008)

Стандарты на проектный менеджмент ГОСТ Р Проектный менеджмент. Требования к управлению проектом. ГОСТ Р Проектный менеджмент. Требования к управлению портфелем проектов ГОСТ Р Проектный менеджмент. Требования к управлению программой. ГОСТ Р МЭК Менеджмент риска. Формальный анализ проекта.

ГОСТ Р

Основные понятия проектного менеджмента и их взаимосвязь (ГОСТ Р )

ГОСТ Р МЭК Целью проведения анализа проекта на этапе опытно- конструкторских работ является обеспечение соответствия продукции или услуг требованиям по: безотказности, безопасности, долговечности, условиям эксплуатации, электромагнитной совместимости и быстродействию при минимальной стоимости и поставке в установленные сроки.

ГОСТ Р МЭК Термины и определения 3.1 формальный анализ проекта (formal design review): Формальная и независимая экспертиза существующего или предлагаемого проекта для обнаружения и исправления недостатков проекта и требований к показателям безотказности, безопасности, долговечности и ремонтопригодности, средствам технического обслуживания и направленная на выявление потенциальных возможностей для улучшения. Примечание - Анализа проекта самого по себе недостаточно для обеспечения качества проекта (МЭК ).

ГОСТ Р МЭК Политика Политика анализа проекта должна соответствовать следующим требованиям: анализ проекта должен проводиться по всей новой продукции, процессам и их применению, а также при внесении изменений в существующую продукцию и производственные процессы, затрагивающие показатели функционирования, физические характеристики, показатели безопасности, надежности, электромагнитной совместимости, стоимости или другие характеристики, влияющие на продукцию или процесс, пользователей, взаимодействующие стороны или население в целом; анализ проекта должен проводиться (через соответствующие интервалы времени) для рассмотрения изменений в технологии, которые могут затронуть перечисленные выше характеристики.

ГОСТР МЭК Анализ проекта на стадиях жизненного цикла Предварительный анализ проекта (PDR) Целью предварительного анализа проекта является: интерпретация, оценка и установление требований и потребностей потребителя, требований к продукции или процессу; создание иерархической структуры характеристик (например, показатели стоимости, функциональные характеристики, физические параметры, показатели надежности, требования к параметрам окружающей среды, требования поставки и методы стимулирования, предусмотренные контрактом) для определения того, какими выбранными характеристиками можно пожертвовать, а какими нет, то есть установление обязательных, рекомендуемых и дополнительных характеристик; ……

Project Expert

Стандарт ISO 9001:2008 Системы менеджмента качества. Требования Входные данные для проектирования и разработки Входные данные, относящиеся к требованиям к продукции, должны быть определены, а записи должны поддерживаться в рабочем состоянии (4.2.4). Входные данные должны включать в себя: a) функциональные и эксплуатационные требования; b) соответствующие законодательные и другие обязательные требования; c) там, где это возможно, информацию, взятую из предыдущих аналогичных проектов; d) другие требования, важные для проектирования и разработки. Входные данные должны анализироваться на достаточность. Требования должны быть полными, недвусмысленными и непротиворечивыми.

Стандарты ГОСТ РВ ГОСТ РВ 0015–101–2010 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Тактико- техническое (техническое) задание на выполнение научно- исследовательских работ ГОСТ РВ –2001 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Порядок выполнения научно-исследовательских работ и их составных частей. Основные положения ГОСТ РВ –2003 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Тактико- техническое (техническое) задание на выполнение опытно- конструкторских работ ГОСТ РВ –2001 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Порядок выполнения опытно-конструкторских работ по созданию изделий и их составных частей. Основные положения

Система разработки и постановки продукции на производство Стандарты СРПП (ГОСТ 15. …)

Стандарты СРПП ГОСТ Р СРПП. Основные положения ГОСТ СРПП. Создание изделий единичного и мелкосерийного производства, собираемых на месте эксплуатации …… ГОСТ Р СРПП. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения ГОСТ СРПП. Патентный формуляр …… ГОСТ СРПП. Порядок выполнения научно- исследовательских работ ГОСТ Р СРПП. Продукция производственно- технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство

ГОСТ Р

ГОСТ отменен. Действует ГОСТ Система разработки и постановки продукции на производство ПРОДУКЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ System of products development and launching into manufacture. Products of industrial and technical designation

ГОСТ

Гольдштейн Г.Я. Стратегический инновационный менеджмент. Учебное пособие. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ НИР Виды НИР и их основные этапы Информационное обеспечение прикладной НИР Методы оценки научно-технической результативности НИР 11. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ОКР Основные задачи и этапы ОКР Философия и логика проектирования Интегральный технический показатель качества изделия Интегральный экономический показатель изделия и его технико-экономическая эффективность Управление эффективностью разработки

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

Этапы НИР и состав работ на них Этапы НИРСостав работ Разработка ТЗ на НИРАнализ результатов фундаментальных и поисковых исследований Изучение патентной документации Учет требований заказчиков Выбор направления исследования Составление аналитического обзора 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 Теоретические и экспериментальные исследования Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений Обобщение и оценка результатов исследований Оценка полноты решения задач Разработка проекта ТЗ на ОКР Составление итогового отчета

ГОСТ Р

ГОСТ

Сайт ФИПС

Страничка МПК

Разделы МПК

ГОСТ

ГОСТ Р

ГОСТ Р Изделия электронной техники. Порядок создания и постановки на производство. Основные положения Стандарт разработан с учетом требований ГОСТ и ГОСТ применительно к изделиям электронной техники

ГОСТ Р

Место и роль компьютерных технологий в научных исследованиях Ресурсы образовательного математического сайта

Ресурсы образовательного математического сайта Ресурсы, посвященные использованию математических пакетов в науке и образовании: Mathcad Matlab Maple Mathematica Statistica другие пакеты Сайты математической и образовательной направленности: Порталы и каталоги Учебные материалы, тесты Ресурсы для школьников и абитуриентов Другое

Раздел «Другие пакеты» Универсальные математические пакеты Специализированные математические пакеты Статистика и анализ данных STADIA 6.2 Универсальный российский статистический пакет STADIA - реализует все базовые разделы и методы современной прикладной статистики, а также средства деловой и научной 2-х и 3-мерной репрезентационной графики, импорт/экспорт и преобразование данных, развитую систему экспресс-помощи и совета. Моделирование МВТУ - Программный комплекс "МВТУ" ("Моделирование в технических устройствах"), предназначеный для исследования и проектирования динамических систем. Является отечественным аналогом программных продуктов Simulink, VisSim и др.

Периодические издания (издательство «Радиотехника») Журналы: Успехи современной радиоэлектроники; Спутниковые системы связи и вещания; Нанотехнологии: разработка, применение XXI век; Наноматериалы и наноструктуры XXI век; Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника

Периодические издания (издательство «Радиотехника»)

Периодические издания

Новый способ электронной литографии Электро́нная литогра́фия или электро́нно-лучева́я литогра́фия метод нанолитографии с использованием электронного пучка.

Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : курс лекций / Г. Н. Шелованова. - Красноярск : ИПК СФУ, 2009.

Новый способ электронной литографии Электронная литография – один из перспективных, но пока ещё достаточно сложный и дорогостоящий для коммерческого применения метод создания и промышленного производства самых различных устройств и компонентов устройств, позволяющий достигнуть разрешения в 1 нм. В недавно опубликованной работе в журнале NanoLetters предложили использовать в качестве источника электронов тонкие плёнки излучателей β-электронов, как, например, 63 Ni и Be 3 H 2, придумав методу яркое название SPEL (self-powered electron lithography). Оказалось, что в этом случае можно обеспечить разрешение вплоть до 35 нм, что сравнимо с теми техпроцессами, которые разрабатываются и используются на практике ведущими компаниями (Intel, AMD, IBM и т.д.) для производства новых поколений процессоров и других полупроводниковых устройств

Схема установки для SPEL Схема установки чрезвычайно проста, легко масштабируема и не требует дополнительных модулей (вакуумной системы, высоковольтного источника питания и т.п.). Тонкая плёнка нитрида кремния позволяет ослабить до приемлемых значений энергии поток β-электронов, а вольфрамовая маска эффективно поглощает электроны в тех местах, где это требуется.

3D моделирование поведения электронов с помощью метода Монте-Карло Полученные результаты говорят сами за себя, разрешение в 35 нм не такая уж и большая проблема.

Зависимость получаемого разрешения от Z Данная система позволяет сразу засвечивать большие площади подложек с фоторезистом, значительно ускоряя данную процедуру

Наноструктуры, полученные метом SPEL

Учебное задание Изучить содержание статьи «Наноэлектроника - основа информационных систем XXI века»; Познакомиться с содержанием стандарта ГОСТ Р Проектный менеджмент. Требования к управлению проектом. Познакомиться с содержанием стандарта ГОСТ Р МЭК Менеджмент риска. Формальный анализ проекта. Познакомиться с содержанием раздела «Другие пакеты» образовательного математического сайта Примечание: учебные материалы размещены на портале НовГУ (учебные материалы > Исаев Владимир Александрович > КТ в научных исследованиях > …)

Список литературы 1. Основы современных компьютерных технологий / Брякалов Г.А. и др. (учебник под ред. проф. Хомоненко А. Д.). – СПб.: КОРОНА принт, – 672 с. 2. Втюрин А. Н. Компьютерные технологии в науке и производстве. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : конспект лекций / А. Н. Втюрин, А. С. Крылов, Ю. В. Герасимова. – Электрон. дан. (2 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, Григорьев Ю.В. Управление исследованиями и разработками. Учебное пособие. – М.: РГУИТП, – 224 с. 4. Румянцев А.А. Менеджмент инноваций. Как научную работу довести до инновации. Учебное пособие. – СПб.: Изд. дом «Бизнес-пресса», – 200 с. 5. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники : курс лекций / Г. Н. Шелованова. - Красноярск : ИПК СФУ, 2009.

Список литературы (продолжение) 6. Сингаевская Г.И. Управление проектами в Microsoft Project М.: ООО «И.Д.Вильямс», – 800 с. 7. ГОСТ Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок выполнения научно-исследовательских работ. 8. ГОСТ Р Система разработки и постановки продукции на производство. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения. 9. ГОСТ Р Изделия электронной техники. Порядок создания и постановки на производство. Основные положения. - М.: Изд-во «Стандартинформ», Борисенко В.Е. Наноэлектроника - основа информационных систем XXI века // Соросовский образовательный журнал, 1997, 5, с

Спасибо за внимание! Тел.: (8162)