Wat is technisch onderzoek en ontwikkeling?
Technisch onderzoek en ontwikkeling, ook wel R&D genoemd, is het systematische proces van leren en bouwen van nieuwe technologieën voor het ontwerpen van een product. In tegenstelling tot wetenschappelijk onderzoek gaat engineering-onderzoek niet over het ontdekken van hoe de wereld werkt, maar over hoe dingen voor een bepaald doel kunnen functioneren. Dergelijk onderzoek kan echter veel wetenschappelijk onderzoek vergen, aangezien ingenieurs werken aan ontwerpoplossingen voor echte problemen. Het ontwikkelingsgedeelte van technisch onderzoek en ontwikkeling verwijst naar de poging om het eindproduct daadwerkelijk te bouwen; vele fasen van ontwikkeling, elk met verschillende niveaus van gereedheid, kunnen nodig zijn om het ontwerp te laten slagen.
De eerste stap bij het creëren van een oplossing voor een bepaald probleem in technisch onderzoek en ontwikkeling is leren over het probleem zelf en hoe de oplossing moet functioneren. Als er geen vergelijkbare producten bestaan, vereist deze stap mogelijk veel onderzoek in de natuurwetenschappen, zoals natuurkunde of biologie. Het nieuwe veld van nanotechnologie had bijvoorbeeld geen producten op nanoschaal waarop het zijn ontwerpen kon baseren; ingenieurs moesten naar fysica kijken om een idee te krijgen van hoe potentiële producten zouden kunnen werken.
Aan de andere kant, als er bestaande producten in de wereld zijn die nauw verwant zijn met degene die wordt ontworpen, zullen ingenieurs zich waarschijnlijk concentreren op het bestuderen van de bestaande technologie zelf in plaats van de onderliggende wetenschap. In het geval van het ontwerpen van een motor voor een nieuw automodel, zouden ingenieurs waarschijnlijk meer profijt hebben van het bestuderen van eerdere automotoren zelf dan van theoretische thermodynamica, bijvoorbeeld. Interne verbrandingsmotoren worden al meer dan een eeuw op grote schaal gebruikt en een verscheidenheid aan configuraties is al ontworpen, gebruikt en beoordeeld op hun sterke en zwakke punten - het heeft geen zin om opnieuw te creëren wat al is ontworpen.
De ontwikkeling van een product in technisch onderzoek en ontwikkeling is meestal een iteratief proces. Met andere woorden, het is onmogelijk om precies te weten hoe goed een product zal functioneren, zelfs wanneer een gedetailleerd ontwerpplan wordt opgesteld. Zelfs goed ontworpen producten zijn niet perfect en hebben hun zwakke punten. Daarom is het erg handig om prototypes of werkmodellen te ontwikkelen om ideeën te testen. Deze modellen zijn niet bedoeld om aan een klant te worden verkocht of in massaproductie als eindproduct. Ze zijn eerder bedoeld om ingenieurs een beter idee te geven van welke componenten van het model verbetering behoeven en welke goed lijken te werken.
Na een reeks systematische testen van een prototype, proberen ingenieurs een product opnieuw te ontwerpen op basis van de informatie die tijdens het testen is verzameld. Ze kunnen hun berekeningen aanpassen en enkele van de zwakkere componenten van hun ontwerp enigszins aanpassen. Er is geen regel over hoeveel prototypes moeten worden ontwikkeld voordat een eindproduct gereed is; het aantal hangt af van factoren zoals hoe nieuw de technologie is en of het product een veiligheids- of milieurisico kan vormen bij gebruik.