Специфика инженерной деятельности

Беспрецедентный характер нынешней мировой ситуации заключается в том, что до сих пор человечество было господином творения на земле в том смысле, что ни силы природы, ни кто-либо из людей не мог уничтожить или даже прервать человеческий прогресс. Человечество издавна знало кризисы, вызывавшиеся стихийными силами природы, как-то: землетрясения, наводнения, засухи, эпидемии и т.д. Однако кризисы эти порождались внешними для человека причинами, и он сам был лишь их жертвой. Кризисы же, с которыми пришлось столкнуться современному человеку, являются уже результатом деятельности самого человека, имеют «антропогенный», социальный характер. Человечество ныне находится на таком рубеже своей истории, когда от него самого зависит решение поистине «гамлетовского» вопроса: «Быть или не быть?»

Все это требует углубления самосознания как всего общества, так и каждой личности, и в особенности самосознания людей, непосредственно связанных с развитием науки и техники, в том числе инженеров. Развитие профессионального сознания инженеров предполагает осознание возможностей, границ и сущности своей специальности не только в узком смыслеэтого слова, но и в смысле этого слова, но и в смысле осознания инженерной деятельности вообще, ее целей и задач, а также изменений ее ориентации в культуре XX века.

Инженерная деятельность предполагает регулярное применение научных знаний (то есть знаний, полученных в научной деятельности) для создания искусственных, технических систем - сооружений, устройств, механизмов, машин и т.п. В этом заключается ее отличие от технической деятельности, основывающейся преимущественно на опыте, практических навыках, догадке.

Современный этап развития инженерной деятельности характеризуется системным подходом к решению сложных научно-технических задач, обращением ко всему комплексу социальных, гуманитарных, естественных и технических дисциплин. Однако в развитии инженерной деятельности был этап, который можно назвать классическим, когда инженерная деятельность существовала еще в «чистом» виде: сначала лишь как изобретательство, затем в ней выделились проектно-конструкторская деятельность и организация производства. Обособление проектирования и проникновение его в смежные области, связанные с решением сложных социотехнических проблем, привело к кризису традиционного инженерного мышления и развитию новых системных и методологических ориентации, к выходу на гуманитарные методы познания и освоения действительности.

Целесообразно рассмотреть три основные этапа развития инженерной деятельности и проектирования:

  • 1) классическая инженерная деятельность;
  • 2) системотехническая деятельность;
  • 3) социотехническое проектирование.

Возникновение инженерной деятельности как одного из важнейших видов трудовой деятельности связано с появлением мануфактурного и машинного производства. В средние века существовала, скорее, техническая (а не инженерная) деятельность, органически связанная с ремесленной организацией производства.

Инженерная деятельность как профессия, связанная с регулярным применением научных знаний в технической практике, формируется, начиная с эпохи Возрождения. На первых порах ценностные ориентации этой деятельности еще тесно связаны с ценностями ремесленной технической практики (например, непосредственный контакт с потребителем, ученичество и т.п.). В эту эпоху ориентация на применение науки хотя и выдвигается на первый план в явном виде, но выступает пока лишь как предельная установка. Первые импровизированные инженеры появляются в среде ученых, обратившихся к технике, или ремесленников-самоучек, приобщившихся к науке. Решая технические задачи, они обратились за помощью к математике и механике, из которых заимствовали знания и методы для проведения инженерных расчетов. Первые инженеры - это одновременно художники-архитекторы, консультанты-инженеры по фортификационным сооружениям, артиллерии и гражданскому строительству, алхимики и врачи, математики, естествоиспытатели и изобретатели. Таковы Леон Батиста Альберти, Леонардо да Винчи, Никколо Тарталья, Джироламо Кардано, Джон Непер.

Знание в это время рассматривалось как вполне реальная сила, а инженер - как обладатель этого знания. Известный историк науки М.А. Гуковский писал в книге «Механика Леонардо да Винчи» (М., Л., 1947 г.): «...Быстрое и принципиально новое развитие техники требует и коренного изменения ее структуры. Техника доходит до состояния, в котором дальнейшее продвижение ее оказывается невозможным без насыщения ее наукой. Повсеместно начинает ощущаться потребность в создании новой технической теории, в кодификации технических знаний и в подведении под них некоего общего теоретического базиса. Техника требует привлечения науки».

Именно двойственная ориентация инженера, с одной стороны, на научные исследования естественных явлений, а с другой, на производство своего замысла целенаправленной деятельностью - заставляет его взглянуть на свое изделие иначе, чем ремесленник и ученый-естествоиспытатель. Если цель технической деятельности - непосредственно задать и организовать изготовление системы, то цель инженерной деятельности - сначала определить материальные условия и искусственные средства, влияющие на природу в нужном направлении, и лишь потом на основе полученных знаний задать требования к этим условиям и средствам, а также указать способы и последовательность их обеспечения и изготовления. Инженер, как и ученый-экспериментатор, оперирует идеализированными представлениями о природных объектах, но первый использует эти знания для создания технических систем, а второй создает экспериментальные устройства для обоснования и подтверждения данных представлений.

С развитием экспериментального естествознания, превращением инженерной профессии в массовую в ХVIII-ХIХ веках возникает необходимость несистематического научного 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 году. Эти школы выполняли и исследовательские функции, что способствовало развитию технических наук. Инженерное образование стало играть существенную роль в развитии техники.

Для современной инженерной деятельности характерна глубокая дифференциация по различным отраслям и функциям, повлекшая за собой разделение на ряд взаимосвязанных видов деятельности. На первых этапах инженерная деятельность была ориентирована на применение знаний естественных наук (преимущественно физики), а также математики, и включала в себя: 1) изобретательство; 2) конструирование опытного образца и 3) разработку технологии изготовления новой технической системы. Инженерная деятельность, первоначально выполняемая изобретателями, конструкторами и технологами, тесно связана с технической деятельностью (выполняемой на производстве техниками, мастерами и рабочими), которая становится исполнительской по отношению к инженерной деятельности. Связь между этими двумя видами деятельности осуществляется с помощью чертежей. (Для подготовки чертежников, к примеру, в России предназначалось основанное в 1825 году Строгановское училище технического рисования).

Итак, классическая инженерная деятельность 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. Она «производит особый продукт, объективированный в виде патентов, авторских свидетельств, изобретений и т.д.; используемых в качестве исходного материала при конструировании и изготовлении технических систем. Образцы такой деятельности демонстрировали многие ученые-естествоиспытатели при проведении экспериментов (Гук изобрел микроскоп; Герц - аппаратуру для регистрации и получения электромагнитных волн; Гюйгенс - конструкцию часов, осуществлявшей движение центра тяжести маятника по циклоиде; Ньютон - телескоп новой конструкции; Эйнштейн - один из изобретателей магниодинамического насоса для перекачки жидких металлов, холодильных машин, гигроскопических компасов, автоматической фотокамеры, электромеров, слухового аппарата и т.п.). Однако для многих инженеров изобретательство было не побочной, а основной или даже единственной деятельностью.

В условиях развитой технической науки изобретение основывается на тщательных инженерных исследованиях и сопровождается ими, возникает и необходимость его специальной проектно-конструкторской подготовки.

Конструирование представляет собой разработку конструкции технической системы, которая затем материализуется в процессе ее изготовления на производстве. Конструкция - это связанные стандартные элементы, выпускаемые промышленностью или изобретенные заново, она является общей для класса изделий производства.

Исходным материалом деятельности изготовления являются материальные ресурсы, из которых создается изделие. Эта деятельность связана с монтажом уже готовых элементов конструкции и с параллельным изготовлением новых элементов. Функции инженера заключаются в организации производства класса изделий (например, организация электротехнической промышленности) и разработке технологии изготовления определенной конструкции технической системе. Нередко крупные инженеры сочетают эти три функции в своей деятельности, но в целом эти функции в современном производстве разделены.

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. Инженерные исследования проводятся в сфере инженерной практики и направлены на конкретизацию имеющихся научных знаний применительно к определенной инженерной задаче. 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. Постепенно в естественных науках формируются особые разделы, специально ориентированные на обслуживание инженерной практики, появляются специалисты в области прикладных исследований и технических наук, задача которых - обслуживание инженерной деятельности. Технические науки и соответствующие им сферы инженерной деятельности не тождественны.

В технических науках развиты особые теоретические принципы, построены специфические идеальные объекты, введены новые научные законы, разработан оригинальный математический и понятийный аппарат. В них, наряду с доказательством теорем и построением теоретических систем, важное место занимают описания расчетов и приборов и различные методические рекомендации. Специфика технической науки - в использовании ее результатов для конструирования технических систем, эти результаты, как правило, опосредствованы инженерными исследованиями.

Проектирование как особый вид инженерной деятельности формируется в начале XX века 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. «Внутреннее» проектирование связано с созданием рабочих чертежей (технического и рабочего проектов), служащих основными документами для изготовления технического изделия на производстве; «внешнее» - на проработку общей идеи технической системы, ее исследование.

Для проектировочной деятельности исходным является социальный заказ (потребность в создании определенных объектов), ее продукт выражается в особой знаковой форме: в виде текстов, чертежей, графиков, расчетов, моделей в памяти ЭВМ. 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.

Специализация в инженерной деятельности привела к необходимости ее теоретического описания в целях обучения и для осуществления автоматизации процесса проектирования и конструирования. Обособление проектирования во второй половине XX века привело к кризису традиционного инженерного мышления, ориентированного на приложение знаний лишь естественных и технических наук и создание относительно простых технических систем. Изменился не только объект инженерной деятельности (им становится человеко-машинная система, вместо машины, устройства), но и сама она превратилась в сложную, требующую организации и управления (то есть нарастал процесс интеграции инженерной деятельности). Для осуществления интеграции потребовались особые специалисты - инженеры-системотехники.

Системотехническая деятельность включает в себя различные виды инженерных разработок и научных исследований, осуществляется различными группами специалистов, занимающихся разработкой отдельных подсистем (в нее вовлечены многие отраслевые и академические институты), кроме того, для ее реализации требуется группа особых специалистов - координаторов (главный конструктор, руководитель темы, главный специалист проекта, руководитель научно-тематического отдела). Подготовка таких специалистов требует осмысления методов описания самой системотехнической деятельности, среди которых можно выделить три основных:

  • 1) членение системотехнической деятельности по объекту (этапы разработки системы);
  • 2) описание, последовательности фаз и операций системотехнической деятельности;
  • 3) анализ ее с точки зрения кооперации работ специалистов. Членение системотехнической деятельности по объекту связано с последовательной конкретизацией моделей сложной технической системы. Системотехническая деятельность может рассматриваться как процесс синтеза функциональной модели системы и ее преобразования в структурную модель (или ее реализации). Каждый этап выражается определенными средствами символического и графического представления системы. Функциональная модель воспроизводит протекание в реальной системе субстанции (например, информации), в этой роли могут использоваться алгебраические модели. Структурные модели делятся на диаграммы протекания субстанции (показывающие последовательность операций) и блок-схемы (в них даны формы субстанции на входах одного и выходах другого элемента). При членении системотехнической деятельности в соответствии со структурой технической системы обычно выделяют следующие ее этапы: макропроектирование (внешнее), микропроектирование (внутреннее) и проектирование окружающей среды, связанное с формулировкой целей системы; разбивка системы на подсистемы (т.е. разделение и распределение функций); проектирование подсистем; изучение их взаимодействия и интеграция системы.

Второй способ описания системотехнической деятельности состоит в выделении в ней последовательности фаз, а в них - цепи действий или обобщенных операций, что соответствует разбивке деятельности с точки зрения временной организации работ, параллельной и последовательной связи между ними; он используется для синхронной организации и установления алгоритма разработки системы, а также для автоматизации проектирования. Обычно системотехническая деятельность распадается на следующие шесть фаз: 1) подготовка технического задания (аванпроекта), предпроектная стадия; 2) разработка эскизного проекта; 3) изготовление; 4) внедрение; 5) эксплуатация; 6) оценка. Иногда добавляется еще одна фаза - «ликвидация». На каждой фазе выполняется одинаковая последовательность обобщенных операций: анализ проблемной ситуации: синтез решений; оценка и выбор альтернатив; моделирование; корректировка и реализация решения.

Системотехническая деятельность представляет собой комплексный вид деятельности, включающий большое число исполнителей и функций, поэтому возникает необходимость в ее организации.

Можно выделить «горизонтальную» и «вертикальную» структуры этой деятельности, первая соответствует типам компонентов и аспектов системы (создание машины, разработка экономических, организационных и социальных аспектов системы), вторая - общей последовательности работ (инженерное исследование, изобретательство, проектирование, конструирование, изготовление и внедрение, эксплуатация); важнейшими ее компонентами выступают также методологическая деятельность и научно-техническая координация.

В настоящее время проектирование уже не может опираться лишь на технические науки. Выход инженерной деятельности в сферу социально-технических и социально-экономических разработок привел к обособлению проектирования в самостоятельную область деятельности и трансформации его в системное проектирование, направленное на проектирование человеческой (например, управленческой) деятельности, а не только на разработку машинных компонентов. Системное проектирование включает в себя все сферы социальной практики (обслуживание, потребление, обучение, управление и т.д.), а не только промышленное производство. Формируется социотехническое проектирование, задачей которого становится целенаправленное изменение социально-организационных структур, а главное внимание уделяется не машинным компонентам, а социальным и психологическим аспектам человеческой деятельности.

Социотехническое проектирование выходит за пределы традиционной схемы «наука - инженерия - производство» и соприкасается с различными видами социальной практики, где классическая инженерная установка перестает действовать, а иногда имеет и отрицательное значение. Все это ведет к изменению самого содержания проектной деятельности, которое прорывает (ставшие для него узкими) рамки инженерной деятельности и становится самостоятельной сферой современной культуры.

Социотехническая установка современного проектирования оказывает влияние на все сферы инженерной деятельности и всю техносферу. Это выражается прежде всего в признании необходимости социальной, экологической (и аналогичных) оценок техники, в осознании громадной степени социальной ответственности инженера и проектировщика, в выдвижении проблем ответственности ученых и инженеров за свою деятельность как важнейших для последующего развития научно-технического прогресса.

 
Оригинал текста доступен для загрузки на странице содержания
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >