Зарождение инженерной деятельности, ее сущность и функции.

Развитие инженерной деятельности, профессии инженера и технического образования.

Особенности становления и развития инженерной деятельности и профессии инженера в России.

Инженерная деятельность в индустриальном и постиндустриальном обществе

Вклад отечественных ученых в развитие инженерных наук.

Актуальные инженерные проблемы XXI века.

Понятие «профессиональный инженер»: требования к профессиональным инженерам

1. Зарождение инженерной деятельности, ее сущность и функции

В истории становления и развития производительных сил общества на различных этапах проблема инженерной деятельности занимает особое место. Инженерное дело прошло довольно непростой, исторически длительный путь становления. История материальной культуры человечества знает немало примеров удивительного решения уникальных инженерных задач еще на довольно ранних этапах развития человеческого общества. Если мы обратимся к истории создания знаменитых семи чудес света, то убедимся в наличии оригинального решения конкретных инженерных проблем.

Семь чудес света получили свое название во времена античности как сооружения, поражающие своим великолепием, размерами, красотой, техникой исполнения и оригинальностью решения инженерных проблем. «Профессия» инженера, «представителя инженерного цеха» по праву может отстаивать место на одной ступени пьедестала с Охотником, Врачом, Жрецом.

Вместе с тем история материальной культуры иногда отрицает наличие инженера в обществе древности, а в этой связи и наличия и целенаправленной инженерной деятельности так, как мы понимаем эту деятельность сегодня, как она наполнена в век электричества, электронно-вычислительных машин, спутников, межконтинентальных воздушных лайнеров и ракет. Но некоторое отрицание инженера и инженерной деятельности на ранних ступенях развития общества еще не означает отрицания инженерной деятельности вообще при решении конкретных задач. Она в различных формах существовала в человеческой истории и существовала вполне активно. В рамках данной лекции мы рассмотрим процесс зарождения и становления инженерной деятельности, ее эволюции, появление инженера в производительных силах как обязательной профессии на пути преобразования этих сил, а также внешние и внутренние функции инженерной деятельности в современных условиях.

Доинженерная деятельность

На заре становления общества не существовало в явном виде инженерной специальности (это результат позднейшего общественного разделения труда), ни тем более «инженерного цеха», «касты» или социально-профессиональной группы. Но за многие века, даже тысячелетия до того, как общественный способ производства сделал возможным и необходимым появление инженеров в полном смысле этого слова, перед людьми возникали инженерные задачи и находились индивиды, способные их решать. Ведь человеческая цивилизация основана на преобразовании природного мира с помощью орудий труда, то есть совокупности разнообразных технических средств. История их создания – одновременно и история инженерной деятельности .

История инженерной деятельности относительно самостоятельна; ее нельзя свести ни к истории техники, ни к истории науки. Корни ее теряются в глубине прошедших тысячелетий. Зачастую мы можем догадываться, какого упорства и таланта требовал каждый новый шаг в освоении и преобразовании мира, какие творческие коллизии, взлеты и крушения скрыты от нашего взгляда дымкой веков. Данные археологических раскопок позволяют лишь очень приблизительно реконструировать уровень знаний и умений, доступных творцам техники далекого прошлого. Судить об особенностях инженерной деятельности давно ушедших поколений приходится по ее результатам, сохранившимся в натуре или хотя бы в описании. И техника может рассказать о своих создателях очень многое.

По своему происхождению именно техническая деятельность стала одним на первых видов социальной деятельности. Чтобы выжить, добыть пищу, защитить себя от диких животных, первобытные люди вынуждены были прибегнуть к помощи орудий. Переход к труду, основанному на применении орудий, первых примитивных технических средств, был необходим. Все доступные нам факты борьбы рода человеческого за выживание подтверждают, что техническое (технологическое) направление и характер цивилизации являются не случайностью и не ошибкой общественного развития, а единственно возможным его путем.

Характер и содержание технической деятельности на ранних стадиях человеческой истории менялись крайне медленно: технические новинки сотни раз находились и сотни раз утрачивались, погибали вместе с их изобретателями.

Шли тысячелетия, и вместе с ними неуклонно шел дальше и дальше технический прогресс. На границе между верхним и нижним древнекаменным веком (палеолитом), примерно 40–30 тысяч лет назад, завершается предыстория человеческого общества и начинается его история. Этот переход совершился во многом благодаря накопленным техническим достижениям. В производственной деятельности человек освоил много новых пород камня, научился изготавливать свыше двадцати видов различных каменных орудий (резцов, сверл, скобелей и т. п.). Были созданы гарпун и копьеметалка. Апофеозом инженерной мысли каменного века стал лук. Человек, сообразивший, как использовать потенциальную энергию согнутой палки, натянувший на нее тетиву из жил животных и заостривший тонкую стрелу, совершил эпохальное техническое открытие.

Широкомасштабное применение лука, вкладышевых орудий, шлифованных топоров, тесел, мотыг, долот и прочих технических достижений неолита подготовило производственную революцию. Сущность так называемой неолитической революции – в переходе от охоты к земледелию и скотоводству.

В период неолита достоянием человечества сделались новые приемы обработки материалов – пиление, шлифование, сверление, появились составные орудия, был приручен огонь. Невозможно представить, что эти элементы материально-технической культуры возникли без целенаправленной умственной работы их создателей. Можно согласиться, что познание, техническое проектирование и организация производства не были расчленены и не существовали вне повседневной рутинной деятельности. Поэтому уже применительно к первобытнообщинному способу производства мы вправе говорить о существовании инженерной деятельности в ее неявной форме. Обозначим ее как доинженерную деятельность .

Прединженерный период (с II-I тыс. до н.э. до ХVII–XVIII вв. н.э. )

Возникли классы и государство. Ширилась специализация труда. При становлении рабовладельческого способа производства происходит обособление ремесел. Это второе крупное общественное разделение труда порождает ремесленника – человека, занятого главным образом технической деятельностью.

Центром технической (и инженерной) деятельности было строительное дело . Возникновение древних городов, которые становились центрами ремесленного производства, возведение культовых и ирригационных сооружений, мостов, плотин, дорог требовало кооперации труда огромного количества людей.

Очевидно, что «ни одно крупное и сложное сооружение древности не могло быть построено без детально разработанного проекта, требующего обособления целеполагающей деятельности. В процессе строительства технический замысел (проект) мог быть реализован только на основе совместного труда рабов. Для того чтобы организовать трудовые усилия больших масс низкоквалифицированных работников, подчинить их единой задаче, требовался инженер. Архитектурное дело и строительство стали исторически первой областью производства, где возникла потребность в людях специально занятых функциями проектирования и управления (инженера).

Материально-техническая и духовная культура человечества в эпоху рабовладения достигла такого уровня, что в отдельных ее сферах – строительстве и архитектуре – возникла потребность в профессиональном инженерном труде. Сквозь тысячелетия дошли до нас имена египетского жреца-архитектора Имхотепа (ок.2700 г. до н.э.), китайского гидростроителя Великого Юя (ок.2300 г. до н.э.), древнегреческого зодчего и скульптора Фидия – создателя афинского акрополя Парфенона (V в. до н.э.). Были ли они инженерами? И да, и нет. Ответ на этот вопрос неоднозначен, и вот почему. Для производства периода поздних рабовладельческих государств характерно появление сложных технических задач нового класса, решение которых предполагало обособление инженерно-технических и инженерно-управленческих функций. Здравый смысл подсказывает, что тех, кто эти функции выполнял, мы вправе назвать инженерами.

Вместе с тем, следует заметить:

1) функции инженерного труда не сводятся к двум названным выше, они гораздо шире;

2) деятельность первых инженеров опиралась главным образом на практические, опытные знания, а также на весьма примитивные технические средства; универсальным и малоэффективным технологическим приемом было массовое применение рабского труда;

3) умственный труд, отпочковавшись от физического, долгое время оставался нерасчлененным.

Так, в рабовладельческом обществе естествознание, не говоря уже о точных (тем более – о технических) науках, не успело выделиться в самостоятельную отрасль знания. Каждого инженера древности можно с не меньшим основанием именовать ученым, философом, писателем. Иначе говоря, любой инженер того времени заведомо «обязан» был быть мудрецом, любой мудрец одновременно владел инженерным делом.

Исходя из приведенных выше соображений, точнее можно обозначить этот период становления инженерии как прединженерный . Этот период неоднороден с точки зрения способа производства – рабовладение сменил феодализм, который в свою очередь, готовился уступить место капитализму. Менялось общественно-политическое устройство: возникали и гибли империи, возвышались и приходили в упадок нации, классы, религии. Развивалась техника и технология, рождались гениальные изобретения, создавались принципиально новые технические объекты, изделия, инструменты, приемы обработки материалов. Неизменным оставалось одно: основным создателем технических нововведений, субъектом технической деятельности по-прежнему оставался ремесленник .

Достижения ремесленной деятельности древности и средневековья поражают воображение. Военное дело, сельское хозяйство, мореплавание, металлургическое, текстильное, бумажное производство – вот далеко не полный перечень областей деятельности, где в прединженерный период развития техники произошли технические революции: «порох, компас, книгопечатание – три изобретения, предваряющие буржуазное общество».

Многие технологические приемы древнего ремесла настолько уникальны, что не могут быть воспроизведены даже на основании современных научно-технических знаний. Длинный и сложный путь к прогрессу прошел человек. От каменного топора – к меди и бронзе, к железу и металлам космической эры.

Большинство из великих изобретений человечества относится к средствам передвижения (колесо, повозка, велосипед, паровоз, автомобиль, самолет и др.), орудиям труда (гончарный круг, мельница, прялка, паровой молот, робот и др.), материалам (бронза, железо, бумага, пластмасса и др.), энергетике (паровая машина, электрическая машина, дизель и др.), военному делу (порох, винтовка, атомная бомба и др.), сфере информации (книга, интернет и др.), связи (телеграф, телефон, телевидение и др.), приборам (компас, телескоп и др.).

До конца XVI – начала XVII веков техническая деятельность человека осуществлялась практически вне связи с развитием естественных наук и математики. И только после того, как результаты научных исследований стали использоваться для создания новой техники и технологий возникла инженерная деятельность .

Первые инженеры формировались в среде ученых, обратившихся к технике, и ремесленников-самоучек, приобщившихся к науке. Первые инженеры − это одновременно художники и архитекторы, консультанты по фортификационным сооружениям, артиллерии и гражданскому строительству, алхимики и врачи, математики и естествоиспытатели. Их объединяло то, что они впервые стали использоватьнаучные знания как вполне реальную производительную силу.

Так сформировалась миссия инженера, которая состоит в создании искусственных технических объектов, сред и технологий , необходимых для обеспечения жизнедеятельности и повышения качества жизни человека и общества, с использованием природных ресурсов и применением естественнонаучных знаний и практического опыта .

Рождение инженерной профессии стало результатом переворота во всех без исключения слоях и сферах общественной жизнедеятельности. Техника, способ производства, общественно-экономические отношения, политические институты, общественное сознание и психология, наука – все это необходимо было изменить, причем изменить самым решительным образом, прежде чем работа по решению инженерных проблем приобрела статус профессионального занятия в общественно-значимых масштабах.

Казанский государственный
энергетический университет
Лекция 1
Введение в инженерную деятельность.
Виды инженерной деятельности и
решаемые задачи.
Место и роль изучаемых графических
дисциплин в контексте взаимодействия
традиционных и компьютерных технологий
Лектор: доцент Смирнова Л.А.

«Скажи мне – я забуду. Покажи мне – я могу
запомнить. Позволь мне сделать самому это – и
это станет моим навсегда»
Китайская пословица

Основные понятия и определения инженерной деятельности

Возникновение инженерной деятельности как одного из
важнейших видов трудовой деятельности связано с появлением мануфактурного и машинного производства. В
средние века еще не существовала инженерная деятельность в современном понимании, а была, скорее, техническая деятельность, органически связанная с ремесленной организацией производства.
Инженерная деятельность как профессия связана с регулярным применением научных знаний в технической
практике. Cлово инженер произошло от латинского корня ingeniare, что означает «творить», «создавать»,
«внедрять».
Первые импровизированные инженеры появляются в
эпоху Возрождения. Они формируются в среде ученых,
обратившихся к технике, или ремесленников-самоучек,
приобщившихся к науке.
.

Первые инженеры – это одновременно художники-архитекторы, консультанты-инженеры по фортификационным
сооружениям, артиллерии и гражданскому строительству,
математики, естествоиспытатели и изобретатели, например,
такие как Леон Батиста Альберти, Леонардо да Винчи, Джон
Непер и др.
С развитием экспериментального естествознания, превращением инженерной профессии в массовую в XVIII –XIX
веках возникает необходимость систематического научноного образования инженеров. Именно появление высших
технических школ знаменует следующий важный этап в
развитии инженерной деятельности. Одной из первых таких школ была Парижская политехническая школа, основанная в 1794 г., где сознательно ставился вопрос систематической научной подготовки будущих инженеров. Она
стала образцом для организации высших технических
учебных заведений, в том числе и в России. Инженерное
образование с тех пор стало играть существенную роль в
развитии техники.

Виды инженерной деятельности и решаемые задачи
К началу ХХ столетия инженерная деятельность представляет собой сложный комплекс различных видов деятельносности (изобретательской, конструкторской, проектировочной, технологической и т. п.), которая обслуживает разнообразные сферы техники (машиностроение, химическую
технологию, электротехнику и т. д.).
Для современной инженерной деятельности характерна
глубокая дифференциация по различным отраслям и функциям, которая привела к разделению ее на целый ряд
взаимосвязанных видов деятельности и выполняющих ее
лиц. Сложная кооперация различных ее видов складыва-
лась постепенно.
На первых этапах своего профессионального развития
инженерная деятельность, ориентированная на применение
знаний естественных наук (главным образом, физики и математики), включала в себя изобретательство, конструирование опытного образца и разработку технологии изготовления новой технической системы.

Инженерная деятельность, первоначально выполняемая
изобретателями, конструкторами и технологами, тесно
связана с технической деятельностью (ее выполняют на
производстве техники, мастера и рабочие), которая становится исполнительской по отношению к инженерной
деятельности. Связь между этими двумя видами деятельности осуществляется с помощью чертежей. Изготовшие их чертежники назывались в России «учеными рисовальщиками». Для подготовки таких специалистов
для заводов предназначалось основанное в 1825 г.
«Строгановское училище технического рисования».
Однако с течением времени структура инженерной деятельности усложняется. Классическая инженерная деяЛьность включала в себя изобретательство, конструирование и организацию изготовления (производства)
технических систем, а также инженерные исследования и проектирование.

Путем изобретательской деятельности на основании
научных знаний и технических изобретений заново создаются новые принципы действия, способы реализации
этих принципов, конструкции технических систем или
отдельных их компонентов.
Конструирование представляет собой разработку
конструкции технической системы, которая затем материализуется в процессе его изготовления на производстве.
Инженерные исследования, в отличие от теоретических исследований в технических науках, непосредственно вплетены в инженерную деятельность, осуществляются в сравнительно короткие сроки и включают
в себя предпроектное обследование, научное обоснование разработки, анализ возможности использования уже
полученных научных данных для конкретных инженерных расчетов, характеристику эффективности разработки, анализ необходимости проведения недостающих научных исследований и т. д.

Результаты этих исследований находят свое применение
прежде всего в сфере инженерного проектирования.
В процессе функционирования и развития инженерной
деятельности в ней происходит накопление конструктивно-технических и технологических знаний, которые
представляют собой эвристические методы и приемы,
разработанные в самой инженерной практике. В процессе дальнейшего прогрессивного развития инженерной
деятельности эти знания становятся предметом обобщения в науке. В настоящее время существует множество областей технической науки, относящихся к различным сферам инженерной деятельности. В то же время
следует помнить, что технические науки достаточно
четко ориентированы на решение инженерных задач и
имеют вполне определенную специфику. Главная цель
технических наук - выработка практико-методических
рекомендаций по применению научных знаний, полученных теоретическим путем в инженерной практике
для конструирования технических систем.

С появлением и развитием технических наук изменилась
и сама инженерная деятельность. В ней постепенно
выделились новые направления, связанные с научной
деятельностью (но не сводимые к ней), с проработкой
общей идеи, замысла создаваемой системы, изделия,
сооружения, устройства и прежде всего проектирование.
Проектирование как особый вид инженерной деятельности формируется в начале ХХ столетия и связано первоначально с деятельностью чертежников, необходимостью
особого (точного) графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производстве.
Однако постепенно эта деятельность связывается с научно-техническими расчетами на чертеже основных параметров будущей технической системы, ее предварительным
исследованием.
Продукт проектировочной деятельности в отличие от
конструкторской выражается в особой знаковой форме: в
виде текстов, чертежей, графиков, расчетов, моделей в
памяти ЭВМ и т. д.

10.

Результат конструкторской деятельности должен
быть обязательно материализован в виде опытного
образца, с помощью которого уточняются расчеты,
приводимые в проекте, и конструктивно-технические
характеристики проектируемой технической системы.
Возрастание специализации различных видов
инженерной деятельности привело в последнее время к
необходимости ее теоретического описания: во-первых,
в целях обучения и передачи опыта и, во-вторых,
для осуществления автоматизации самого процесса
проектирования и конструирования технических систем,
т.е. к развитию и внедрению в промышленную практику систем автоматизированного проектирования
(САПР)

11.

Выделение проектирования в сфере инженерной деятельности и его обособление в самостоятельную область
деятельности во второй половине ХХ века привело к
формированию системотехнической и социотехнической
инженерной деятельности объектом исследования и проектирования которой становится сложная человеко-машинная система, рассматриваемая в социальном контексте.

12.

Место и роль изучаемых графических дисциплин
в контексте взаимодействия традиционных и
компьютерных технологий
Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная
графика – учебные дисциплины, составляющие основу
инженерного образования, которые изучаются инженерами всех специальностей.
Сколь широка и многогранна деятельность человека,
столь и различны требования, предъявляемые к форме и
содержанию изображений. В одном случае изображение
должно обладать достаточной наглядностью. В другом –
должно быть, в первую очередь, геометрически равно –
ценно оригиналу, оно должно давать полную геометрическую и размерную характеристику изображаемого предмета. Этому требованию должен отвечать, например, любой машиностроительный чертеж. К изображению могут
быть предъявлены оба указанных условия одновременно,
когда наглядность изображения должна сочетаться с гео-

13.

метрической равноценностью оригиналу.
Изображения различных предметов и объектов не являются самоцелью, они дают возможность решать инженеру по ним различные технические задачи. Вопросами
исследования геометрических основ построения изображений предметов на плоскости, вопросами решения
пространственных геометрических задач при помощи
изображений занимается одна из ветвей геометрии – Начертательная геометрия. Элементы начертательной геометрии находят самое широкое применение в геометрическом моделировании при изучения объектов различной
природы: в механике, архитектуре и строительстве, геодезии, геологии, кристаллографии и т. д.
Предметом начертательной геометрии (в узком смысле)
является изучение теории построения плоских моделей
пространств и теории и практики решения пространственных задач на таких плоских моделях.

14.

Но наибольшее значение и применение методы начертательной геометрии нашли в различных областях техники при составлении различного вида технических чертежей: машиностроительных, строительных, различного
рода карт и т. д.
Методам изображения предметов и общим правилам
черчения обучает Инженерная графика. Одной из основных задач данного курса является выработка умений и
навыков оформления конструкторской документации, как
традиционными способами, так и с помощью САПР.
Компьютерная графика дает возможность изучить построение моделей изображений посредством их генерации в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. Результатом такого моделирования является электронная геометрическая модель, которая используется на всех стадиях ее
жизненного цикла.

15.

Сегодня на передний план выдвигается обобщенное
понятие всех этих дисциплин, которое можно трактовать
как Инженерное геометрическое моделирование

16.

Современные технологии проектирования на основе
современных САПР или так называемых CAD/CAM/CAEсистем стремительно расширяют палитру графических
возможностей, изменяя не только технологию, но и идеологию проектирования.

17.

CALS-технологии (Continuous Acquisition and Lifecycle Support) или современная абревиатура PLM-технологии (Product
Life Management) - компьютерное сопровождение и поддержка жизненного цикла изделия на всех его этапах дает огромный выигрыш в качестве и времени

Инженерная деятельность включает в себя два уровня разработок, а именно: теоретический (техническое творчество) и практический (от инженерных исследований к проектированию, конструированию и к созданию промышленных образцов).

Техническое творчество - это специфический вид духовно-практической деятельности, характеризующийся формированием технического новаторского замысла и его реализацией. Любой вид творчества выступает как деятельность, направленная на созидание качественно новых материальных и духовных ценностей. Однако при всем сходстве с другими видами творчества техническое творчество специфично, результатом его является технический объект. Оно одновременно и духовно, поскольку имеет место технический замысел, и материально, поскольку это творчество направлено на конструирование технического объекта. Природа технического творчества обнаруживается как раз в том, что оно представляет переход от абстрактного мышления к производственной практике.

Полный цикл инженерной деятельности включает в себя:

1) изобретательство

2) конструирование

3) проектирование

4) инженерное исследование

5) технология, организация и управление производством

6) эксплуатация и оценка техники.

Инженерная деятельность направлена на создание нового, того, чего еще не было, а не на слепое копирование имеющихся образцов, как это было свойственно ремесленной практике. Поэтому точкой отсчета деятельности инженера является инновационная техническая идея. Изобретательство - процесс создания нового технико-технологического объекта, новых принципов действия, способов реализации этих принципов или конструкций технических систем или отдельных их компонентов. Речь идет о создании объекта (предмета, явления, процесса и т.д.), не существующего прежде в реальности (изобретение колеса, пороха, двигателя внутреннего сгорания и др.) Изобретательская деятельность, как правило, начинает цикл инженерной работы. Ее результатом является особый продукт - изобретение , авторство на которое закрепляется в виде патентов, авторских свидетельств и т.п. Изобретательство, таким образом, представляет собой систему действий: от некоторой догадки до опытной модели. И хотя И. Ползунов первым (в 1765 г.) построил паросиловую установку, однако создателем парового двигателя считается Д.Уатт, который не только создал действующую систему, но и получил авторский патент.

На этапе изобретательства осуществляется постановка конкретной технико-технологической идеи и выявление направления ее решения. Выдвинутая идея реализуется, если, с одной стороны, имеются объективные научные (технические) возможности ее решения, а с другой стороны, если выделяются соответствующие ресурсы (материальные, финансовые, организационные и др.). На этом этапе важен человеческий фактор в процессе материализации новой идеи. Изобретение в значительной степени является формой реализации внутренних потребностей личности изобретателя, подкрепленных, однако, внешними условиями. Изобретатель может быть самоучкой или прийти к изобретению на основе анализа предшествующего опыта развития науки и техники в своей и смежных областях.

Многие ученые дали подлинные образцы изобретательской деятельности. Например, Гук изобрел микроскоп, Гюйгенс придумал новую конструкцию часов, которая осуществила движение центра тяжести маятника по циклоиде, Ньютон изобрел телескоп совершенно новой конструкции - отражательный телескоп. На счету у Эйнштейна около 20 оригинальных патентов. Его можно считать изобретателем холодильных машин, автоматической фотокамеры, слухового аппарата, электрометра, слухового аппарата.

П.К. Энгельмейер в своей работе «Техническое творчество» дал развернутую характеристику процесса изобретения. Техническое изобретение, согласно Энгельмейеру, распадается на три акта: догадки, знания и умения.

1 акт - акт догадки. На стадии догадки возникает идея изобретения. Она существует в сознании. Причем такая идея является уже полным решением задачи, представляющей полный технический объект со всеми деталями, которые пока только не видны. Идея представляется самому ее носителю - изобретателю - загадкой, он вглядывается в нее, вынашивает идею. Память и воображение - вот что включает изобретатель в работу. В результате этого акта формируется внутреннее чтение идеи: осознаются и формулируются условия задачи (например, создание нового приспособления), предполагается поиск научного обеспечения ее решения (т.е. решается вопрос - из каких наук добывать знания, исходя из прошлого опыта и интуиции инженера). В результате выкристаллизовывается принцип технического объекта, в котором выражена сама его суть. Он дает то, что хотя и недостаточно, но необходимо для достижения данного эффекта. Принцип характеризует целый класс технических объектов, самое существенное в них. На данном этапе идея объекта представляется в виде «карты малоизученной земли - есть оазисы, но еще много белых пятен, их связывающий областей» .

2 акт - акт знания. На данной стадии вырабатывается общий план и схема изобретения, в котором уже содержится все то, что необходимо и достаточно для действия. На этом этапе доказывается осуществимость идеи, устраняется ее гипотетичность, посредством применения научных, эмпирических методов: проведения экспериментов, создания моделей, осуществления расчетов и вычислений, построения чертежей, планов, схем. На этом этапе подводится научная база для успешной реализации идеи технического объекта.

3 акт - акт умения. Это этап практического воплощения технической идеи. Для этого не требуется особого творчества, а предполагается высокий уровень мастерства технического исполнения, в результате которого появляется пока единственный экземпляр изобретения - опытный образец.

Следует заметить, что в ХХ веке изобретатели-одиночки не определяли перспективу технического развития. В настоящее время, изобретение редко бывает строго индивидуальным, одиночным творчеством, оно, как правило, имеет коллективный характер.

Следующий вид инженерной деятельности - конструирование. На этом этапе происходит реализация технической идеи в рамках опытной разработки. Конструкторская деятельность становится необходимой с развитием серийного и массового производства, т.к. именно конструирование способствует проникновению изобретения в массовое производство. Конструирование - разработка конструкции инженерного объекта, которая затем материализуется в процессе изготовления на производстве. Конструирование направлено на разработку конкретной морфологии изделия и расчет его технических и технологических параметров. Результат конструкторской деятельности - создание опытного образца, с помощью которого уточняются расчеты и технические характеристики технического объекта, фиксируются специфические условия реализации (характер материала, производительность, степень экологичности, экономическая эффективность и др.). Конструирование сочетается с разработкой соответствующих технологических условий, т.е. методов и технических условий реализации конкретной модели. Следовательно, конструирование органично увязывается с технологией, а именно, выявляется и фиксируется механизм организации технико-технологического процесса по производству конкретного изделия или системы.

Существенное отличие изобретательства от конструкторской деятельности заключается в том, что «то, что конструктор берет готовым, изобретателю надо выдумать» . Конструктор изменяет приемы своей работы в зависимости от каждого конкретного случая, но он не выходит за рамки конструктивных вариантов. Конструирование представляет собой применение известных, уже выработанных искусственных, стандартных приемов. Оно заключается в том, чтобы произвести такое видоизменение, чтобы получилась лишь новая конструкция, а не новее изобретение. Прогресс в технике как раз и заключается в том, что техническая инновация переходит из разряда изобретений в разряд конструкций.

Конструкция технического устройства или системы состоит из определенных образом связанных стандартных элементов и является общей для конкретного класса изделий производства. Если каких-либо элементов не достает или их параметры не соответствуют требованиям конструктора, они изобретаются и проектируются заново.

Функции инженера-конструктора, таким образом, заключаются в создании, испытании и отработки опытных образцов технического объекта и выборе из них наиболее оптимального варианта с точки зрения заказчика. Конструктор должен учитывать такие требования как простота и экономичность изготовления, удобство использования, соблюдение определенных габаритов и т.п. Он создает новые типы машин, имеющих общее устройство, но различающиеся характером отдельных деталей, их расположением, материалом и другими конструктивными особенностями, а также осуществляет расчет конструктивно-технических и технологических параметров изделия. Разработка же технологии изготовления - задача другого специалиста - инженера технолога. Однако это не снимает с конструктора ответственности за создание технологичной конструкции. Конструктор должен быть технически грамотным и сведущим в области знания процессов изготовления и обработки проектируемого технического объекта. Без подобной осведомленности он может сконструировать детали, которые вообще невозможно изготовить или обработать либо вообще окажутся дорогими, чрезмерно долгими в изготовлении или неудобными.

С развитием технических наук и инженерных исследований выделяется особый вид инженерной деятельности - проектирование . Проектирование необходимо отличать от конструирования. Если целью конструкторской деятельности является разработка конкретной морфологии изделия, а результатом - создание опытного образца, то проектирование имеет дело с идеализированными объектами: чертежами, графиками, моделями в памяти ЭВМ и т.д.

Проектирование позволяет согласовать и увязать разнообразные требования, предъявляемые к техническому изделию и его функциональным качествам. С этой точки зрения проектирование есть основной механизм в современной технической культуре, обеспечивающей связь производства с потреблением, заказчика с изготовителем. Например, для проектирования новой модели автомобиля наряду с конструктивными требованиями безусловной ценностью являются требования удобства, качества поездки, а также требования технического дизайна.

О соотношении изобретательства, конструирования и проектирования писал П.К. Энгельмейер в своей работе «О проектировании машин». Он выделял три этапа создания машин (а, следовательно, инженерной деятельности вообще):

1 этап - создание общего плана, т. е. творчество, дающее общий принцип систем данного типа - это акт изобретательский, его продуктом является идея , существующая в сознании ;

2 этап - выработка из этого плана общей схемы технического объекта, отвлеченной от вещественной формы - это акт проектировочный, его продуктом является описание процесса (во времени) . Здесь необходимы карандаш и бумага;

3 этап - разработка схемы детально, до полных чертежей включительно. Он состоит в конструировании деталей, отдельных частей машины, окончательной их проработки. Конструкция и составляет «осуществление принципа и системы; при этом один данный принцип повторяется в целом ряде систем, а одна система повторяется в ряде конструкций» . Это и есть, собственно, акт конструкторский, его продуктом являются конкретные материальные предметы (в пространстве).

В структуре инженерной деятельности вычленяется такая сфера как инженерные исследования. В рамках этого уровня инженерной деятельности проводятся научные разработки: расчеты, экономическое обоснование и др. В условиях развитой технической науки всякое изобретение основано на тщательных инженерных исследованиях и сопровождается ими. Они включают в себя:

1) предпроектное исследование;

2) научное обоснование разработки;

3) характеристика эффективности разработки;

4) анализ необходимости проведения недостающих научных исследований и т.д.

В отличие от теоретических исследований в технических науках, инженерные исследования непосредственно вплетены в инженерную деятельность и осуществляются в относительно короткие сроки. Следует отметить, что области технической науки и соответствующие им сферы инженерной деятельности не тождественны. Например, существует электротехника как область инженерной деятельности, а также теоретическая электротехника, которая относится к техническим наукам.

Часто крупные инженеры сочетают в себе и изобретателя, и конструктора, и организатора производства. Однако, современное разделение труда в области инженерной деятельности неизбежно ведет к специализации инженеров, работающих преимущественно либо в сфере инженерного исследования, либо конструирования, либо организации производства и технологии изготовления технических систем.

Такова структура классического этапа инженерной деятельности. Усложнение инженерного объекта в современных условиях, включение в его состав технических подсистем, человека, природной среды, инфраструктурных компонентов обусловливает синтез этих компонентов и изменение характера самой инженерной деятельности. Начиная со второй половины 20 века, объектом технического исследования становится сложная человеко-машинная система, что придает инженерной деятельности комплексный характер. Поэтому современный этап инженерной деятельности характеризуется как системотехническая деятельность. Для осуществления такой функции требуются особые специалисты - системотехники, которые выполняют функцию координации всех работ, организации специалистов-разработчиков данной сложной технической системы, а также научного управления их деятельностью. Таким образом, инженер-системотехник должен сочетать в себе талант ученого, конструктора и менеджера, уметь объединять специалистов различного профиля для совместной работы.

В современной инженерной деятельности можно выделить три основных ее направления, требующих различной подготовки соответствующих им специалистов:

1) инженеры-производственники , которые призваны выполнять функции технолога. Организатора производства и инженера по эксплуатации;

2) инженеры-исследователи , которые должны сочетать в себе функции изобретателя, проектировщика и конструктора. Они становятся основным звеном, соединяющим науку с производством;

3) инженеры-системотехники , задача которых организация и управление самой сложной инженерной деятельностью, комплексное исследование и системное проектирование. Инженеры - системотехники синтезируют знания и умения различных отраслей фундаментального, технического знания и социально-гуманитарного знания.

Для таких специалистов особенно важно междисциплинарное и общегуманитарное образование, в котором одну из основных ролей сыграла бы философия техники.

Инженерная деятельность внедряется в смежные сферы, испытывая и их обратное влияние. Это способствует интенсивному использованию в инженерной деятельности гуманитарных и социальных знаний. Ведь для того, чтобы современная техника стала средством оптимизации жизненной среды человека, инженерное проектирование должно вестись от человека, а не от машины.

ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ (от фр. ingenieur) – основной вид деятельности, в рамках которой в нашей цивилизации (получившей название техногенной) до последнего времени создавалась техника . В настоящее время техника все больше порождается в сфере широко понимаемой технологии , включающей в себя как техническую, так и инженерную деятельность. В развитии инженерной деятельности можно выделить три основные этапа. На первом (Древний мир) техника создавалась на основе знаковых средств (чисел, чертежей, расчетов) и технического опыта, причем осмыслялась не рационально, а сакрально. Техническая деятельность понималась как совместные усилия человека, духов и богов. На втором формируется собственно инженерная деятельность. Ее предпосылкой было разведение естественного и искусственного планов бытия (Аристотель) и формирование новоевропейского понимания природы. Характеризуя в «Новом органоне» новый тип практики – инженерию, Ф.Бэкон пишет, что в действии человек не может делать ничего другого, как только соединять и разделять тела природы, остальное природа совершает внутри себя сама. Классик российской философии техники П.К.Энгельмейер говорит, что инженерия есть искусство целенаправленного воздействия на природу, искусство сознательно вызывать явления, пользуясь законами природы.

Но как убедиться, что полученное в науке знание является именно тем, которое описывает законы природы, ведь природу философы объясняли по-разному? Отвечая на этот кардинальный вопрос, ученые Нового времени пришли к идее опытного обоснования полученных в науке знаний. Первым был Галилей, который опытное наблюдение за явлениями природы трансформировал в эксперимент, где соответствие теории и явлений природы устанавливалось техническим путем. Если в опыте природа всегда ведет себя иначе, чем предписывает теория, то в эксперименте природа приводится в состояние, отвечающее требованиям теории и поэтому ведет себя в соответствии с теоретически выявленными в науке законами. При этом в эксперименте Галилею пришлось характеризовать не только естественные взаимодействия и процессы и определить условия, детерминирующие их, но и контролировать ряд параметров этих естественных процессов. Воздействуя на эти параметры, Галилей смог в эксперименте подтвердить свою теорию.

В дальнейшем инженеры, определяя, рассчитывая нужные для технических целей параметры естественных взаимодействий, научились создавать механизмы и машины, реализующие нужные человеку технические цели. Соединение в деятельности следующих за Галилеем инженеров-ученых Гюйгенса, Гука и др. двух разных типов объектов (идеальных и технических) позволяет не только аргументировать выбор и построение определенных идеальных и технических объектов, но и понимать деятельность по созданию технических устройств особым образом – именно как инженерную. На ее основе складывается и особая инженерная реальность. В ее рамках в 18 – нач. 20 вв. формируются основные виды инженерной деятельности: инженерное изобретательство, конструирование, инженерное проектирование.

Изобретательская деятельность представляет собой полный или частичный цикл инженерной деятельности: изобретатель устанавливает связи между всеми основными компонентами инженерной реальности – функциями инженерного устройства, природными процессами, природными условиями, конструкциями (при этом все эти компоненты находятся, описываются, рассчитываются).

Конструирование – неполный цикл инженерной деятельности. Задача конструирования состоит в том, чтобы опираясь на связи, установленные в изобретательской деятельности, определить и рассчитать конструктивное устройство инженерного сооружения.

Конструирование – такой момент создания инженерного объекта, который позволяет инженеру, с одной стороны, удовлетворить различные требования к этому объекту (назначению, характеристикам работы, особенностям действия, условий и т.д.), а с другой – найти такие конструкции и так их соединить, чтобы обеспечивался нужный естественный процесс, который можно было запустить и поддержать в инженерном устройстве. И изобретение, и конструирование, и входящие в них расчеты нуждались, с одной стороны, в специальных знаковых средствах инженерной деятельности (схемах, изображениях, чертежах), с другой, – в специальных знаниях. Сначала это были знания двоякого рода – естественно-научные (отобранные или специально построенные) и собственно технологические (описания конструкций, технологических операций и т.д.). Позднее естественно-научные знания были заменены знаниями технических наук.

В инженерном проектировании сходная задача (определения конструкции инженерного устройства) решается иначе – проектным способом: в проекте без обращения к опытным образцам имитируются и задаются функционирование, строение и способ изготовления инженерного устройства (машины, механизма, инженерного сооружения).

Именно инженерия и инженерный подход позволили осознать, что изготовление устройств, действующих на основе расчета процессов природы, отличается от других видов изготовления, где действие природных процессов или незначительно (зато существенны другие процессы, напр., деятельности) или же природные процессы невозможно рассчитать и задать. Продукты инженерной деятельности в культуре нового времени и стали преимущественно называть техникой. Другой фактор, способствующий обнаружению технической реальности, – осознание все возрастающего значения, которое продукты инженерной деятельности оказывают на жизнь человека и общества.

На третьем этапе складывается общественная практика и картина мира, в которых инженерная и техническая деятельность занимает важное место. Научно-инженерная картина мира включает в себя некий сценарий. Существует природа, мыслимая в виде бесконечного субстрата материалов, процессов, энергий. Ученые описывают в естественных науках законы природы и строят соответствующие теории. Опираясь на эти законы и теории, инженер изобретает, конструирует, проектирует инженерные изделия (машины, механизмы, сооружения). Массовое производство, опираясь на инженерию, производит вещи, продукты, необходимые человеку и обществу. В начале этого цикла стоят ученый и инженер – творцы вещей, в конце – потребители. В традиционной научно-инженерной картине мира считается, что познание и инженерная деятельность не влияют на природу, из законов которой инженер исходит, что техника как результат инженерной деятельности не влияет на человека, поскольку представляет собой средства, созданные для его нужд, а потребности естественно растут, расширяются и всегда могут быть удовлетворены научно-инженерным путем.

Становление инженерной деятельности и научно-инженерной картины мира не было бы столь успешным, если бы инженерная деятельность не оказалась эффективной. Ее эффективность проявилась как при создании отдельных инженерных изделий, так и более сложных технических систем. Если Гюйгенс сумел создать инженерным способом часы, то сегодня таким способом создаются здания, самолеты, автомобили и бесконечное количество других необходимых человеку вещей. Во всех этих случаях инженерный подход к решению проблем демонстрирует свою эффективность. Венцом могущества и эффективности инженерного подхода является формирование систем, в рамках которых общество и государство научились в заданные сроки решать сложные научно-технические задачи.

Однако могущество инженерии подготавливает и ее кризис. Сегодня обозначились по меньшей мере четыре области такого кризиса: поглощение инженерии нетрадиционным провотированием, поглощение инженерии технологией, осознание отрицательных последствий инженерной деятельности, кризис традиционной научно-инженерной картины мира.

деятельность в сфере науки и материального производства, направленная на применение научных знаний и производственного опыта для создания технических устройств и технологии. В процессе инженерной деятельности законы науки из своей теоретической формы трансформируются в технические принципы, которые находят свое практическое применение. По своему характеру инженерная деятельность является преимущественно духовно-творческой в сфере материального производства, имеет дело с реально существующими объектами, нацелена на превращение природных факторов в социально значимые.

Отличное определение

Неполное определение ↓

ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

от фр. ingenieur) основной вид деятельности, в рамках которой в нашей цивилизации (получившей название техногенной) до последнего времени создавалась техника. В настоящее время техника все больше порождается в сфере широко понимаемой технологии, включающей в себя как техническую, так и инженерную деятельность. В развитии инженерной деятельности можно выделить три основные этапа. На первом (Древний мир) техника создавалась на основе знаковых средств (чисел, чертежей, расчетов) и технического опыта, причем осмыслялась не рационально, а сакрально. Техническая деятельность понималась как совместные усилия человека, духов и богов. На втором формируется собственно инженерная деятельность. Ее предпосылкой было разведение естественного и искусственного планов бытия (Аристотель) и формирование новоевропейского понимания природы. Характеризуя в «Новом органоне» новый тип практики - инженерию, Ф. Бэкон пишет, что в действии человек не может делать ничего другого, как только соединять и разделять тела природы, остальное природа совершает внутри себя сама. Классик российской философии техники П. К. Энгельмейер говорит, что инженерия есть искусство целенаправленного воздействия на природу, искусство сознательно вызывать явления, пользуясь законами природы.

Но как убедиться, что полученное в науке знание является именно тем, которое описывает законы природы, ведь природу философы объясняли по-разному? Отвечая на этот кардинальный вопрос, ученые Нового времени пришли к идее опытного обоснования полученных в науке знаний. Первым был Галилей, который опытное наблюдение за явлениями природы трансформировал в эксперимент, где соответствие теории и явлений природы устанавливалось техническим путем. Если в опыте природа всегда ведет себя иначе, чем предписывает теория, то в эксперименте природа приводится в состояние, отвечающее требованиям теории и поэтому ведет себя в соответствии с теоретически выявленными в науке законами. При этом в эксперименте Галилею пришлось характеризовать не только естественные взаимодействия и процессы и определить условия, детерминирующие их, но и контролировать ряд параметров этих естественных процессов. Воздействуя на эти параметры, Галилей смог в эксперименте подтвердить свою теорию.

В дальнейшем инженеры, определяя, рассчитывая нужные для технических целей параметры естественных взаимодействий, научились создавать механизмы и машины, реализующие нужные человеку технические цели. Соединение в деятельности следующих за Галилеем инженеров-ученых Гюйгенса, Гука и др. двух разных типов объектов (идеальных и технических) позволяет не только аргументировать выбор и построение определенных идеальных и технических объектов, но и понимать деятельность по созданию технических устройств особьм образом - именно как инженерную. На ее основе складывается и особая инженерная реальность. В ее рамках в 18 - нач. 20 вв. формируются основные виды инженерной деятельности: инженерное изобретательство, конструирование, инженерное проектирование.

Изобретательская деятельность представляет собой полный или частичный цикл инженерной деятельности: изобретатель устанавливает связи между всеми основными компонентами инженерной реальности - функциями инженерного устройства, природными процессами, природными условиями, конструкциями (при этом все эти компоненты находятся, описываются, рассчитываются).

Конструирование - неполный цикл инженерной деятельности. Задача конструирования состоит в том, чтобы опираясь на связи, установленные в изобретательской деятельности, определить и рассчитать конструктивное устройство инженерного сооружения. Конструирование - такой момент создания инженерного объекта, который позволяет инженеру, с одной стороны, удовлетворить различные требования к этому объекту (назначению, характеристикам работы, особенностям действия, условий и т. д.), а с другой - найти такие конструкции и так их соединить, чтобы обеспечивался нужный естественный процесс, который можно было запустить и поддержать в инженерном устройстве. И изобретение, и конструирование, и входящие в них расчеты нуждались, с одной стороны, в специальных знаковых средствах инженерной деятельности (схемах, изображениях, чертежах), с другой, - в специальных знаниях. Сначала это были знания двоякого рода - естественно-научные (отобранные или специально построенные) и собственно технологические (описания конструкций, технологических операций и т. д.). Позднее естественно-научные знания были заменены знаниями технических наук.

В инженерном проектировании сходная задача (определения конструкции инженерного устройства) решается иначе - проектным способом: в проекте без обращения к опытным образцам имитируются и задаются функционирование, строение и способ изготовления инженерного устройства (машины, механизма, инженерного сооружения).

Именно инженерия и инженерный подход позволили осознать, что изготовление устройств, действующих на основе расчета процессов природы, отличается от других видов изготовления, где действие природных процессов или незначительно (зато существенны другие процессы, напр., деятельности) или же природные процессы невозможно рассчитать и задать. Продукты инженерной деятельности в культуре нового времени и стали преимущественно называть техникой. Другой фактор, способствующий обнаружению технической реальности, - осознание все возрастающего значения, которое продукты инженерной деятельности оказывают на жизнь человека и общества.

На третьем этапе складывается общественная практика и картина мира, в которых инженерная и техническая деятельность занимает важное место. Научно-инженерная картина мира включает в себя некий сценарий. Существует природа, мыслимая в виде бесконечного субстрата материалов, процессов, энергий. Ученые описывают в естественных науках законы природы и строят соответствующие теории. Опираясь на эти законы и теории, инженер изобретает, конструирует, проектирует инженерные изделия (машины, механизмы, сооружения). Массовое производство, опираясь на инженерию, производит вещи, продукты, необходимые человеку и обществу. В начале этого цикла стоят ученый и инженер - творцы вещей, в конце - потребители. В традиционной научно-инженерной картине мира считается, что познание и инженерная деятельность не влияют на природу, из законов которой инженер исходит, что техника как результат инженерной деятельности не влияет на человека, поскольку представляет собой средства, созданные для его нужд, а потребности естественно растут, расширяются и всегда могут быть удовлетворены научно-инженерным путем.

Становление инженерной деятельности и научно-инженерной картины мира не было бы столь успешным, если бы инженерная деятельность не оказалась эффективной. Ее эффективность проявилась как при создании отдельных инженерных изделий, так и более сложных технических систем. Если Гюйгенс сумел создать инженерным способом часы, то сегодня таким способом создаются здания, самолеты, автомобили и бесконечное количество других необходимых человеку вещей. Во всех этих случаях инженерный подход к решению проблем демонстрирует свою эффективность. Венцом могущества и эффективности инженерного подхода является формирование систем, в рамках которых общество и государство научились в заданные сроки решать сложные научно-технические задачи.

Однако могущество инженерии подготавливает и ее кризис. Сегодня обозначились по меньшей мере четыре области такого кризиса: поглощение инженерии нетрадиционным проэктированием, поглощение инженерии технологией, осознание отрицательных последствий инженерной деятельности, кризис традиционной научно-инженерной картины мира.

Отличное определение

Неполное определение ↓