Историко-научная основа научных и научно-технических прогнозов на примере люминофоров и особо чистых веществ

Историко-научная основа научных и научно-технических прогнозов

(на примере люминофоров и особо чистых веществ)

В.М. Авербух, А.А. Лиховид

Прогнозирование - это история нашего будущего, в отличие от истории прошлого, она улучшает и приближает будущее, опираясь на исторический опыт. В этом их неразрывная связь. Однако, применение научного прогнозирования еще не получило должного распространения в нашей стране.

В связи с новыми политическими, экономическими и хозяйственными изменениями в России значительно возрастает инновационная активность [1]. При этом, должно повышаться значение научно-технического прогнозирования во всех сферах деятельности, особенно в научно-производственной.

Несмотря на большое разнообразие методов научно-технического прогнозирования, достаточно разработанных схем организации прогностических исследований нет. Нами в работе [2] был определен общий подход к этой проблеме, апробированный в среднесрочном прогнозировании по тематике люминофоров и особо чистых веществ, и который требует дальнейшего развития и распространения.

Организация прогностических разработок начинается с осознания необходимости этих исследований и подготовки специалистов для их осуществления. Необходимость прогнозирования определяется такими факторами как государственный заказ, потребность рынка, инновационная деятельность, стабилизация или перепрофилирование научно-исследовательской и производственной базы и некоторыми другими.

Прогнозирование в области люминофоров были вызваны значительным отставанием качества отечественных телевизоров цветного изображения (яркость, цветопередача), незначительной номенклатурой и малой светоотдачей люминесцентных ламп, по сравнению с зарубежными аналогами.

Прогнозирование носило инициативный характер.

Специалисты, которые будут непосредственно заниматься прогностическими исследованиями, должны обладать достаточно широким кругозором и общим развитием, свободно ориентироваться в разрабатываемой тематике, владеть хотя бы общими представлениями о прогностике и методах прогнозирования, иметь доступ к научно-технической, коммерческой и иной информации в пределах их компетенции, иметь желание и возможность заниматься прогностическими исследованиями. В данном случае, прогнозирование было поручено специалистам обзорно-аналитического направления ОНТИ. В качестве экспертов и соавторов привлекались специалисты исследовательских лабораторий. (Нам не известна подготовка специалистов-прогнозистов в ВУЗах страны, кроме чтения отдельных кратких курсов для социологов и экономистов).

Прогностические исследования начинаются со сбора информации и проведения предпрогнозной ориентировки. Под предпрогнозной ориентировкой мы понимаем [3,] сбор, накопление, обработку и систематизацию различной информации (научной, экономической, технической, патентной, фирменной, рекламной, официальной), конечным результатом которой является система отраслевых аналитических научно-технических обзоров, раскрывающих состояние и тенденции развития исследований и производства по проблемам или направлениям как традиционной так и новой тематики НИИ, научно-производственной деятельности фирм., представляющих интерес при прогнозировании, а в первую очередь, анализ истории объектов прогнозирования [4].

Кроме того, система обзоров используется не только на стадии предпрогнозной ориентировки, формулирования Генеральной цели и составления задания на прогноз, но и для корректировки выполненных этапов и прогнозов, определения наиболее актуальных проблем и направлений исследований, выявления значения параметров интересующих изделий, изменения их применения и улучшения качества. Структура аналитических обзоров и их место в системе подготовки прогнозов подробно представлены в наших работах [2-4].

Другой, дополняющей формой сбора, накопления, хранения, обобщения и анализа информации для прогнозирования является создание и ведение Банка стандартных справочных данных (БССД) технических, физико-химических или иных свойств, которые получают свое дальнейшее развитие по различным тематическим направлениям [5, 6].

Расширяются области применения изделий и продуктов, меняются их технические, физико-химические, потребительские и тактико-технические свойства, увеличивается номенклатура изделий, технология их создания и т.д. Исследователям все чаще требуются фактические данные по отдельным параметрам, а также систематизированные и обобщенные сведения, имеющие высокую достоверность. Нужна стандартизованная, достоверная информация о параметрах изделий и их компонентах, приборной и иной продукции с их применением, технологии получения и применения.

Кроме того, рекламные данные не всегда соответствуют фактическим, а оптические и технологические свойства люминофоров в порошке отличаются от параметров в изделиях. Поэтому возникла необходимость в фактографической стандартизованной информации. Сведения полученные с высокой степенью достоверности, полученные по определенным стандартизованным методикам на аттестованных приборах при определенных условиях (измеренные в порошке и в изделии) - мы называем стандартные справочные данные). Особенно ценны результаты сопоставления свойств изделий различных фирм с собственными разработками. Все эти предпосылки позволили авторам обосновать необходимость создания и ведения Банка стандартных справочных данных по физико-химическим свойствам люминофорам и особо чистым веществам (БССД).

Нами были определены [6] следующие положения ведения БССД:

выявление и сбор данных о определенных свойствах продукции;

проверка достоверности полученных сведений проведением измерений и исследований;

систематизация и хранение данных;

ведение коллекции полупродуктов и изделий;

организация разработки стандартных методов и методик измерения;

измерения и анализ свойств;

определение тенденций развития качества.

Измерению подлежат типовые исследовательские, технологические и потребительские свойства люминофоров при комплексном подходе к измерениям.

Форма ведения записей свойств также должна быть стандартизованной и реализованной на персональном компьютере, что обеспечивает компактное, долговременное хранение и многоаспектный поиск [8]. В БССД были введены сведения различной степени достоверности (как стандартизованные так и литературные данные) о свойствах 1001 люминесцентного материала.

По возможности, при БССД создается коллекция изделий, предметов, товаров, материалов, химических веществ – данные о которых отражены в БССД.

Этапы проведения предпрогнозной ориентировки, разработка Генеральной цели и Задания на прогнозирование мы рассматриваем как единую часть работ в общем объеме прогностических исследований.

Определяя Генеральную цель развития необходимо четко сформулировать следующие положения: будут ли проводиться исследования по новым для организации проблемам, разработка каких типов изделий (приборов, материалов, оборудования), необходима; требуется ли создание новых прогнозируемых объектов с определенными свойствами (параметрами); должны ли характеристики изделий находится на мировом уровне или превышать его к моменту осуществления прогноза; преследуется ли цель зарубежного патентования или продажи технологии, самого изделия; необходимо ли проведение исследований для создания принципиально новых изделий (материалов, процессов и т.д.); требуется ли расширение областей применения уже известных объектов; удовлетворяют ли требованиям научно-технического прогресса существующие приборы, аппараты, устройства и т.д.; нужна ли замена исходного сырья (комплектующих) более дешевыми и доступными? Другими словами Генеральная цель прогнозирования должна в полной мере соответствовать целям и задачам развития направления, производства и т.д [3].

Безусловно, на многие вопросы в Генеральной цели могут быть даны положительные ответы, ведь это цель прогнозных исследований. Причем, эти ответы должны быть четко сформулированы в виде конкретных положений, применительно к конкретным условиям в каждом конкретном случае и периоде времени.

С появлением новой информации уже в процессе подготовки прогнозов Генеральная цель может корректироваться. По результатам предпрогнозной ориентировки (сложившаяся система обзорно-аналитических исследований и данных БССД), исходя из требований Директивных материалов и пожеланий заказчиков, нами была разработана Генеральная цель развития исследований и Задание на разработку прогнозов для головного института – ВНИИ Люминофоров на период с 1975-1985 гг., согласованная с Советом по люминесценции АН СССР.

Исходя из положений Генеральной цели составлено Задание на разработку прогноза, состоящее из общей и тематической частей. В общей части отражается основные направления работ, указывается период прогнозирования (среднесрочный на 5-10 лет или краткосрочный до 5 лет; на больший период составлять научно-технические прогнозы нецелесообразно), требуемые типы прогнозов - исследовательский, нормативный, организационный или их комплекс, обобщенные объекты прогнозирования, а также поэтапные сроки выполнения всего объема прогностических исследований, основные разработчики и соисполнители, возможность привлечения сторонних экспертов, выделяемые средства, ожидаемый экономический и иные эффекты от выполнения прогнозов, сроки выполнения и т.п. [3].

В тематической части определены конкретные объекты прогнозирования: изделия с применением люминофоров – кинескопы, люминесцентные лампы, средства отображения информации, области применение люминофоров и их параметры (яркость, светоотдача, цвет свечения, химсостав, грансостав, наносимость, назначение и др.), поиск новых перспективных направлений исследований и применений.

Важнейшей часть Задания является обоснование выбора методов прогнозирования. Особенно это касается узких тематических проблем, так как трудно организовать представительный состав независимых экспертов. Нами был определен метод прогнозирования – анализ научно-технической информации с привлечением экспертных оценок.

В тематической части указывается необходимость соблюдения определенных принципов прогнозирования.

И при составлении Генеральной цели и Задания и при выполнении прогностических исследований следует руководствоваться некоторыми принципами прогнозирования. Мы разделяем их на внутренние, которые касаются собственно выполнения прогнозов, и общие – определяющие характер всего комплекса прогнозирования. Это следующие принципы: целостности, комплексности, непрерывности, цикличности, вертикальной и горизонтальной взаимосвязи. Принцип целостности прогнозирования заключается в совокупности и последовательности подготовки исследовательского, нормативного и организационного прогнозов [9]. Исследовательский прогноз развития мирового уровня исследуемого объекта (определяется естественный ход развития, без вмешательства прогнозистов) является исходной базой для разработки нормативных прогнозов. Нормативные прогнозы (программа достижения заданного уровня) составляются на основании данных исследовательских прогнозов. В свою очередь, после обоснования нормативных прогнозов разрабатываются организационные прогнозы и перспективные планы проведения исследований (необходимые условия), являющиеся следствием нормативных прогнозов.

В совокупности исследовательских, нормативных и организационных прогнозов и проявляется принцип целостности прогнозирования. Конечным результатом целостного прогнозирования является проведение необходимых научных исследований и реструктуризация производства в соответствии с запланированными мероприятиями.

Реализация прогнозных положений, как правило, выходит за рамки непосредственных прогнозных позиций. Необходимо предпринимать комплекс мер по решению дополнительных научно-технических, кадровых, экологических, технологических, сырьевых и иных проблем. Поэтому, выполнение организационных и нормативных прогнозов должно носить комплексный характер. Под комплексным подходом к прогнозированию мы понимаем совокупность взаимосвязанных социальных, экономических, экологических и иных мероприятий, являющихся следствием научно-технических прогнозов.

Прогнозы люминофоров для ЦТВ начинаются с изучения обеспеченности семей телеприемниками. В семидесятые годы, в США, например, большинство семей имели по два телевизора: цветной и черно-белый. В Японии существовал принцип необходимости «трех К» - семья стремилась иметь автомобиль, цветной телевизор и кондиционер. В нашей стране в тот же период наблюдался дефицит телевизоров, особенно цветного изображения. Сейчас во многих российских семьях имеется несколько телевизоров. Гигантски возросло наличие в стране компьютеров с кинескопами.

Различные исследования социологов показали значительное увеличение производительности труда в различных отраслях промышленности при даже незначительном увеличении освещенности рабочих мест. Люминесцентное освещение становилось частью технологических процессов. Повышались требования к комфортности и уровню освещенности в быту. Появился спрос на люминесцентные лампы для ванных, туалетов, прихожих, картинных галерей, сельского хозяйства, медицины и т.д. Удорожание электроэнергии, увеличило спрос и на люминесцентные лампы, которые экономичнее ламп накаливания в 5-6 раз и имеют в 4-5 раз больший срок службы, а за счет люминофоров, можно получить желаемый спектр излучения. Производство люминофоров основано на прокалочных проходных высокотемпературных печах. А в момент прогнозирования – и на печах с регулируемой атмосферой прокалки, которые не выпускались отечественной промышленностью.

Новая сложная техника требует повышения уровня профессионализма рабочих. И так далее.

Научно-технические прогнозы должны учитывать сложившуюся рыночную конъюнктуру и наличие кадрового, научного потенциала, финансовых, сырьевых, технических и иных возможностей.

Изменения в политической жизни страны и последующие за тем события повлияли и на состояние отечественной телевизионной и ламповой промышленности. Что в наших прогнозах совсем не предусматривалось. Были открыты границы для ввоза различных товаров, таможенные законы не ограждали отечественных производителей от зарубежной конкуренции. В продаже появились импортные телеприемники ведущих фирм высокого качества по демпинговым ценам. Отечественные телеприемники имели несколько худшие параметры, была организована антиреклама и спрос на них упал. Если в 80-е годы выпускалось около 10 мил. отечественных ЦТ, то сейчас их выпускается не более 2-3 -х мил. из которых половина - совместное Белорусско-Российское производство. Как общее следствие, закрытие заводов кинескопов в Воронеже, Москве.

Значительное сокращение строительства промышленных предприятий, а на их обеспечение люминесцентными лампами большой мощности – 80 и 40-ватт, была ориентирована ламповая промышленность, привела к значительному сокращению (даже прекращению) производства отечественных люминесцентных ламп не только в России, но и странах СНГ. Соответственно, практически нет выпуск ламповых люминофоров. Следует отметить наличие на рынке зарубежных компактных маломощных люминесцентных ламп для быта и офисов, на производство которых не была в свое время ориентирована отечественная ламповая промышленность. Это пример влияния политической ситуации.

Таким образом, необходимо говорить о комплексной системе прогнозирования, в которой научно-технические прогнозы входят составной частью в совокупность взаимосвязанных социальных, экономических и научно-технических прогнозов, охватывающих все основные виды деятельности отдельного предприятия или фирмы от прогнозов социального развития коллектива до сбыта готовой продукции [9-12].

В действительности, разработанные нормативные и организационные отраслевые научно-технические прогнозы без учета последующих изменений мировых тенденций и соответствующей корректировки, не всегда могут привести к желаемому результату. Поэтому в силу изменяющихся внешний условий и внутренних возможностей следует проводить достаточно постоянный пересмотр и корректировку составленных прогнозов. Одновременно с составлением нормативного прогноза происходит корректировка положений и позиций исследовательского прогноза, которая учитывается в процессе исследований. Точно также, одновременно с составление организационного прогноза корректируются позиции нормативного прогноза. По окончании прогнозных исследований (утверждении или принятию к исполнению плана НИР и ОКР - заключительный этап организационного прогноза), следует приступить к составлению задания на новый период прогностических исследований на последующий период времени. В этом и состоит принцип непрерывности прогнозирования - постоянная корректировка прогнозов и целей прогнозирования на последующий период развития.

При этом между прогнозами в целом и их составляющими существует, по нашему мнению, два вида взаимосвязи - вертикальная и горизонтальная. Вертикальная взаимосвязь предусматривает ступенчатую иерархию прогнозов от общего к частному (или от частного к общему). Например, прогноз развития телевизионных приемников - прогноз кинескопов – прогноз люминофоров. Прогнозы развития кинескопов являются более общими по отношению к прогнозам в области развития люминесцентных материалов для экрана кинескопа. А изменение соотношения сторон кинескопов от более квадратной к прямоугольной – изменение технологии нанесения люминофоров на экран, а следовательно и необходимость разработки новых люминофоров.

Такими же более общими и определяющими являются прогнозы развития люминесцентных ламп и их потребительских характеристик по отношению к ламповым люминофорам. Первые типы люминесцентных ламп имели длину около метра и не очень вписывались в интерьер бытовых помещений. Потребовались компактные люминесцентные лампы W и U образной формы, лампы малой мощности (от 8-12 ватт) да еще и под патрон обычных ламп накаливания. Что требует разработки новых типов высокоэффективных люминофоров с другими технологическими свойствами и с использованием дорогого редкоземельного сырья (соли европия, индия, и др.), запасы которых имеются в Киргизии и Китае, но нет в России.

Горизонтальная взаимосвязь предусматривает согласованность прогнозов одного уровня по срокам их разработки и принятом периоде прогнозирования как для отдельных объектов, определенных заданием (входящих в компетенцию заказчика), так и объектов прогнозирования, не входящих в эту компетенцию. Например, прогноз в области люминофоров (входящих в компетенцию исследований авторов) и прогнозы развития потребительских параметров кинескопов, люминесцентных ламп (изделия для которых предназначены люминофоры) или ламп накаливания, являющихся конкурентом люминесцентных. В оптимальном варианте комплексное прогнозирование предусматривает согласованность выполнения прогнозов как по изделиям в целом, так и по их компонентам. Если соблюдение выполнения этого принципа в силу ведомственной разобщенности не удается, то следует, хотя бы проследить тенденции развития. Особенно это касается отраслей потребителей прогнозируемой продукции и их конкурентов.

В условиях социалистической системы хозяйствования, когда производство телеприемников сосредоточено на предприятиях министерства радиопромышленности, а кинескопы изготавливают заводы электронной промышленности, при этом люминофоры поставляет министерство химической промышленности.

За рубежом, в основных ведущих фирмах производство основных составляющих: кинескопов и люминофоров сосредоточено на фирме или ее филиалах. Покупка люминофоров на других фирмах была редкостью вплоть до 80-х годов.

Любые попытки разработки прогнозов обречены на неуспех при несоблюдении, пожалуй, основного принципа - принципа организационной обеспеченности прогнозных разработок. Другими словами, необходим алгоритм составления прогнозов, предусматривающий совместные и обязательные исследования различных подразделений, специалистов и руководителей, принимающих решения, порядок и очередность их взаимодействия, степень участия и ответственности за прогнозные разработки. Такой алгоритм предусматривает конкретные этапы работы, ее виды, форму и сроки представления результатов. Нами был разработан [2] такой алгоритм – стандарт предприятия, состоящий из этапов: проведение предпрогнозной ориентировки, определение Генеральной цели, разработка прогнозов и их корректировки, составления проектов плана НИР, подготовка задания на следующий период и контроль за выполнением прогнозов.

Завершающим этапом всего комплекса прогностических исследований является подготовка Генеральной цели и Задания на последующий период прогнозирования. В этом проявляется принцип цикличности прогнозирования (эта тема может и должна быть предметом собственного исследования).

Руководствуясь вышеизложенным, нами были подготовлен комплекс прогнозов в области люминесцентных материалов и их применению [13-15]. Прогнозы разрабатывались на период 10 лет. Прогнозировался спрос на изделия с люминофорами, их параметры, свойства и химический состав люминофоров. Из 8 позиций исследовательских прогнозов развития люминофоров для цветного телевидения не осуществилось выполнение только одной позиции, а из 11 нормативных прогнозов осуществились 10.

В области люминофоров для люминесцентных ламп исполнились все восемь позиций исследовательского прогноза, а из 13 нормативных прогнозов не было полностью достигнуто значение одной позиции.

Совместно с прогнозами был предложен проект перспективного плана НИР для ведущей организации ВНИИ люминофоров.

Разработанные в соответствии с прогнозами и выпускаемые промышленностью в прогнозируемый период люминесцентные материалы и изделия с ними соответствовали качественным показателям зарубежных люминофоров в изделиях с ними: отечественных цветных телеприемниках и люминесцентных лампах.

В ходе прогностических исследований установлены перспективные соединения для создания трех классов отечественных люминофоров (низковольтные катодолюминофоры, люминофоры для ГИП и термолюминофоры для дозиметрии), которые не были включены в Задание. Установлено высокое качество отечественных люминофоров этих типов, соответствующее зарубежному уровню.

Выявлено принципиально новое направления исследований, которое в отечественной практике не разрабатывалось – синтез хемилюминесцентных композиций для создания хемилюминесцентных источников света.

Таким образом, результаты среднесрочных прогностических исследований в области люминофоров, проведенные в соответствии с предложенным алгоритмом, показали его жизнеспособность и способствовали развитию отечественных исследований в прогнозируемом периоде.

ЛИТЕРАТУРА

1.А.В. Пилипенко. Инновационная активность российских предприятий: условия роста. М.: Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН. 2003. 429 с.

2.В.М. Авербух, А.М. Бунин, И.В. Анфимова. Стандартизация работ по научно-техническому прогнозированию//Стандарты и качество.–1981.-№7.-С. 26-28.

3.В.М. Авербух, А.М. Бунин, И.Ф. Голубев. Об одном подходе к составлению задания на разработку научно-технического прогноза (на примере люминофоров)//В кн.: Всесоюзный научный симпозиум Комплексное прогнозирование развития науки и техники. Методы и модели прогнозирования развития науки и техники. - М.: 1980. –С. 1-4.

4.В.М. Авербух, Р.И. Михалева, В.В. Бутримович, В.В. Сурова Система отраслевых обзоров как информационная база прогнозирования и перспективного планирования//НТИ.- 1974, Сер.1, №7.- С.21-25.

5.Т.Я. Минаев. Информационное обслуживание на основе банков данных по стандартизации//НТИ.-1996-Сер.1.-№6.-С. 18.

6.В.М. Авербух. Основные положения и этапы создания банка данных по физико-химическим свойствам люминофоров. Сб. трудов ВНИИ люминофоров Исследования и свойства люминофоров и особо чистых веществ. Ставрополь.- 1984. –С.135-141.

7.В.М. Авербух, А.Т. Мерзляков. Основные принципы создания банка данных по физико-химическим свойствам люминофоров// В кн.: VI Всесоюзная конференция Использование вычислительных машин в спектроскопии молекул и химических исследованиях. Тезисы докладов. –Новосибирск. – 1983.- С.14-15.

8. Е.Г. Морозов, В.М. Авербух, И.М. Ратнер, Д.Р. Бернштейн, И.И. Марцоха. Реализация банка данных по люминофорам на персональном компьютере// Неорганические материалы. - 1993. –Т.29. №10.-С. 1332-1337.

9.В.М. Авербух. Комплексный подход к прогнозированию в научно-производственном объединении//Всесоюзная научно-практическая конференция Эффективность объединений и совершенствование хозрасчета. Пленарное заседание секции Проблемы совершенствования хозрасчета в объединениях. Тезисы докладов. –Л.: 1979.-С. 138-139.

10.В.В. Ивантер. Проблемы прогнозирования. М.: -2005.

11.С.М. Вишнев. Основы комплексного прогнозирования. М.: Прогресс. -1999.

12.И.В. Нанивская, В.Г. Андронова. Теория экономического прогнозирования Учебное пособие.Тюмень.-2000.- 98с.

13.. А.М. Бунин, В.В. Сурова., Л.Г. Кузнецова, В.М. Авербух. Исследовательские прогнозы развития мирового уровня люминесцентных материалов. Обзор. Люминофоры и особо чистые вещества .- М.: НИИТЭХИМ, 1980. – 52 с.

14.А.М. Бунин, В.В. Сурова, В.М. Авербух. Нормативные прогнозы развития промышленных люминофоров для цветного телевидения как следствие исследовательских прогнозов развития мирового уровня в этой области. В кн.: Тез. докл. ХХУ11 Всесоюзное совещание по люминесценции (кристаллофосфоры). Эзерниеке (Латвийская ССР), 13-16 мая 1980 г. -Рига.-1980. - С.253.

15.А.М. Бунин, В.М. Авербух, В.В. Сурова. Реализация прогнозов в области люминофоров на Х1 пятилетку. В кн. Синтез, свойства, исследования и технология люминофоров для отображения информации. Тезисы докладов.Ставрополь.-1982. - С.225.