工学研究開発とは？

R＆Dとしても知られるエンジニアリング研究開発は、製品を設計する目的で新しい技術について学び、構築する体系的なプロセスです。 科学研究とは対照的に、工学研究は、世界がどのように機能するかを発見することではなく、特定の目的のために物事がどのように機能するかを発見することに関係しています。 ただし、エンジニアは実際の問題に対する設計ソリューションを作成するため、そのような研究には多くの科学的研究が必要になる場合があります。 工学研究開発の開発部分は、最終製品を実際に構築する試みを指します。 設計が成功するためには、さまざまな程度の準備が整った多くの開発段階が必要になる場合があります。

工学研究開発における特定の問題の解決策を作成する最初のステップは、問題自体とその解決策がどのように機能しなければならないかを学ぶことです。 同様の製品が存在しない場合、このステップでは物理学や生物学などの物理科学の多くの研究が必要になる場合があります。 たとえば、ナノエンジニアリングの新しい分野には、その設計の基礎となるナノスケール製品がありませんでした。 エンジニアは、物理学に目を向けて、潜在的な製品がどのように機能するかを知る必要がありました。

一方、設計されている製品に密接に関連する既存の製品が世界にある場合、エンジニアは、基礎となる科学ではなく、既存の技術自体の研究に集中するでしょう。 今後の車のモデル用にエンジンを設計する場合、エンジニアは、たとえば理論的な熱力学よりも、以前の車のエンジン自体を研究することで、おそらくより多くの恩恵を受けるでしょう。 内燃エンジンは1世紀以上にわたって広く使用されており、さまざまな構成が既に設計、使用、およびその長所と短所について評価されています。既に設計されたものを再現する意味はありません。

エンジニアリングの研究開発における製品の開発は、通常、反復プロセスです。 言い換えれば、詳細な設計計画が作成された場合でも、製品がどの程度機能するかを正確に知ることは不可能です。 うまく設計された製品でさえ完璧ではなく、弱点があります。 したがって、アイデアをテストするためにプロトタイプまたは作業モデルを開発することは非常に役立ちます。 これらのモデルは、顧客への販売や最終製品としての大量生産を目的としていません。 むしろ、モデルのどのコンポーネントを改善する必要があり、どのコンポーネントがうまく機能しているのかを、エンジニアがよりよく理解できるようにすることを目的としています。

プロトタイプの一連の体系的なテストの後、エンジニアはテスト中に収集された情報に基づいて製品の再設計を試みます。 計算を調整し、設計の弱いコンポーネントの一部を微調整する場合があります。 最終製品の準備ができるまでにいくつのプロトタイプを開発する必要があるかというルールはありません。 その数は、技術の新しさや、製品を使用したときに製品が安全または環境リスクをもたらすかどうかなどの要因に依存します。