Лекция № 3 основные понятия о инженерной деятельности

3.2. Инженер и характеристика его деятельности

Согласно определениям академических толковых словарей и энциклопедическим справочникам ИНЖЕНЕР – это специалист с высшим техническим образованием.

Определение, прямо скажем, не очень конкретное. Сразу возникает по крайней мере один вопрос «А что такое техника?»

В давние времена латинское слово techna употреблялось в торговле, в ремесле и в искусствах, в риторике, медицине, науке и литературе. Везде оно обозначало умение и средства, необходимые для достижения какой-либо цели, для приведения в исполнение какого-нибудь плана. По латыни technikus чаще всего означало учителя искусств, а наравне с этим и практического дельца. Не смотря на то, что прошло столько лет и это может показаться странным, слово «техника», «техник», «инженер», «механика» и «машина», в своей сущности, означают то же, что в классические времена Греков и Римлян.

И так, инженерное дело можно понимать как деятельность по созданию техники - искусственных обьектов не свойственных природе (артефактов) методами изобретательства и конструирования.

В более широком смысле инженерное дело - это деятельность инженера по принесению пользы «здесь и теперь» путём создания, использования (эксплуатации), модернизации и ликвидации техники средствами инженерного дела.

3.3. История инженерного дела

Издавна человек создавал устройства, с помощью которых он мог заставить природу работать на себя.

Так, от ковыряния земли палкой, человек пришел к созданию сохи, а потом, чтобы возделывать почву - изобрел плуг. Он изобрел топор - чтобы превратить дерево в удобный строительный материал, ветряк - чтобы использовать силу ветра для выполнения полезной работы, паровую машину для превращения энергии, скрытой в топливе, в механическую работу, мельницу, чтобы превратить зерно в муку. Еще в древние века наряду со священниками, врачами и учителями, художниками и артистами были уже люди, посвятившие себя созданию приспособлений и устройств, удовлетворяющим нуждам общества. Эти люди создавали оружие, строили крепости, дороги, мосты, каналы, орудия труда, машины и др. Их дела особенно ярко проявились во времена Египетской и Римской Империй в создании гениальных сооружений, которыми восхищаются, и по сей день. Те люди были предшественниками современных инженеров, и главное, что отличает тех классических инженеров от их современных собратьев, - это знания, на которых основана современная инженерная наука.

Классические инженеры строили мосты, создавали машины и другие сооружения, основываясь на собственном опыте и опыте, накопленном другими, на здравом смысле, эксперименте и изобретательности. Часто эти инженеры древности знали, что нужно делать, но не имели представления о теории, лежащей в основе того или иного прибора. Законы природы в древние времена были мало известны этим инженерам.

В таком виде инженерное дело существовало много столетий, накапливая практические знания. В эпоху Возрождения уровень инженерного дела значительно возрос, но даже в XVIII веке, когда была изобретена паровая машина, инженеры основывались главным образом на эмпирических знаниях и очень мало на данных науки. Эволюция паровой машины показывает состояние инженерного дела в те времена. Паровая машина, запатентованная в 1769 году Джеймсом Уаттом, была результатом постоянных усовершенствований машины, созданной впервые Томасом Севери в 1700 году. Предшественники машины Севери уходят в глубь веков. Так Томас Ньюкомен еще до Уайта увеличил эффективность машины Севери, чем и предопределил ее широкое применение. Эволюция машины Уайта также отмечена серией изобретений, предложенных людьми, которые очень мало знали научные основы, лежащие в основе их изобретений. Они ничего не знали о молекулярном строении, количественных соотношениях между температурой и давлением, теорией теплообмена и многом другом.

Современные инженеры знакомы со строением вещества, электромагнитными явлениями, взаимодействием химических элементов, законами движения и многим другим. Многие законы физики, которых не знал Уайт, создавая свою паровую машину, сейчас известны учащимся средней школы. Инженеры XIX века понимали, что наука поможет разрешить многие задачи, и пытались применить науку на практике.

В конце ХIХ - начале ХХ века российский инженер Петр Климентьевич Энгельмейер, соединив богатые традиции немецкой инженерной школы и русского инженерного опыта, выдвинул и обосновал тезис о независимости инженерного дела, или еще шире - «техники» как отдельной сферы деятельности. Была осознана её относительная независимость от науки, были сформулированы собственные приемы техники. Однако - отсутствовали наработанные процедуры, технологии работы; инженерная деятельность была искусством, индивидуальным мастерством. Потребовался труд многих ученых, инженеров и педагогов, благодаря которым, классическое инженерное дело превратилось в современное.

Современное высшее техническое образование обеспечивает будущего инженера знанием фундаментальных и технических наук (а в последнее время - и гуманитарных), а также методам и практике инженерного дела. Традиционно инженерное дело имеет своим стержнем проектирование или другими словами моделирование различных технологических процессов и устройств.

Инженер должен уметь проектировать (или конструировать) в широком смысле этого слова. Но что такое «проектировать»? Из каких этапов состоит процесс проектирования, и какое место отводится в этом процессе методологии моделирования?

За последние 20 лет появилось немало руководств, в которые, так, или иначе входили слова «проектирование» и «конструирование». В большей части этих книг данные слова понимаются как синонимы, однако есть книги (например, Я. Дитриха «Проектирование и конструирование»), где в эти термины вкладывается различный смысл. В частности, под проектированием понимается «выбор некоторого способа действия», а под конструированием — «подбор конструктивных характеристик, определяющих логическую основу конструкции».

Г.Саймон в своей книге даёт такое определение проектирования: «...создание новых искусственных объектов, обладающих желаемыми свойствами». В этом одна из главных целей инженерной деятельности. Причем слово «объект» здесь понимается в самом широком смысле. По существу, аналогичное, но более громоздкое определение инженерного проектирования дает Дж. Диксон: «...разработать при некоторых ограничениях, обусловленных способом решения, элемент, систему или процесс, обеспечивающие оптимальное (в некотором смысле) выполнение поставленной задачи при некоторых ограничениях, налагаемых на решение». В качестве объектов (элементов, систем или процессов) могут, в частности, выступать элементы и процессы металлургического и машиностроительного производства, а также системы управления отдельными процессами или комплексами. Строго говоря, стадия проектирования является логическим предварением предметно-трудового, если можно так сказать, процесса изготовления чего-то и является интеллектуальной деятельностью