Czym są badania i rozwój w dziedzinie inżynierii?
Badania i rozwój w dziedzinie inżynierii, znany również jako R&D, to systematyczny proces uczenia się i budowania nowych technologii w celu zaprojektowania produktu. W przeciwieństwie do badań naukowych, badania inżynieryjne nie dotyczą odkrywania, jak działa świat, ale raczej tego, w jaki sposób można sprawić, by funkcjonowały w określonym celu. Takie badania mogą jednak wymagać wielu badań naukowych, ponieważ inżynierowie pracują nad tworzeniem rozwiązań projektowych dla rzeczywistych problemów. Część rozwojowa badań inżynieryjnych i rozwoju dotyczy próby faktycznego zbudowania produktu końcowego; Aby projekt mógł się powieść, może być wymaganych wiele etapów rozwoju, każdy o różnym stopniu gotowości.
Pierwszym krokiem do stworzenia rozwiązania danego problemu w badaniach inżynieryjnych i rozwoju jest poznanie samego problemu i sposobu jego rozwiązania. Jeśli nie istnieją podobne produkty, ten etap może wymagać wielu badań w dziedzinie nauk fizycznych, takich jak fizyka lub biologia. Na przykład nowa dziedzina nanotechnologii nie miała produktów w skali nano, na których opierałaby swoje projekty; inżynierowie musieli spojrzeć na fizykę, aby dowiedzieć się, jak mogą działać potencjalne produkty.
Z drugiej strony, jeśli na świecie istnieją produkty ściśle związane z projektowanym, inżynierowie prawdopodobnie skupią się na badaniu samej technologii, a nie nauki podstawowej. W przypadku zaprojektowania silnika na nadchodzący model samochodu inżynierowie prawdopodobnie skorzystaliby bardziej na badaniu samych wcześniejszych silników samochodowych niż na przykład teoretycznej termodynamice. Silniki spalinowe są szeroko stosowane od ponad stu lat, a różne konfiguracje zostały już zaprojektowane, wykorzystane i ocenione pod kątem ich mocnych i słabych stron - nie ma sensu odtwarzać tego, co zostało już zaprojektowane.
Opracowanie produktu w badaniach inżynieryjnych i rozwojowych jest zwykle procesem iteracyjnym. Innymi słowy, nie można dokładnie wiedzieć, jak dobrze produkt będzie działał, nawet po opracowaniu szczegółowego planu projektowego. Nawet dobrze zaprojektowane produkty nie są idealne i mają swoje słabe strony. Dlatego bardzo pomocne jest opracowanie prototypów lub działających modeli w celu przetestowania pomysłów. Modele te nie są przeznaczone do sprzedaży klientowi ani do masowej produkcji jako produkt końcowy. Raczej mają one dać inżynierom lepsze pojęcie o tym, które elementy modelu wymagają ulepszenia, a które wydają się działać dobrze.
Po serii systematycznych testów prototypu inżynierowie próbują przeprojektować produkt na podstawie informacji zebranych podczas testów. Mogą dostosować swoje obliczenia i nieznacznie ulepszyć niektóre słabsze elementy ich projektu. Nie ma reguły określającej, ile prototypów musi zostać opracowanych, zanim produkt końcowy będzie gotowy; liczba zależy od czynników, takich jak nowatorska technologia i to, czy produkt może stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa lub dla środowiska, gdy jest stosowany.