Становление и развитие инженерной деятельности

Содержание

Введение 2

1. Становление  инженерной деятельности. 3

2. Возникновение  профессии инженера 6

3. Инженерная  деятельность в эпоху машинного  производства. 9

4. Инженерная  деятельность и проблемы, возникающие  перед ней на   современном этапе ее развития. 16

Заключение 19

Список используемых источников 20

Введение

В жизни современного общества инженерная деятельность играет  
возрастающую роль. Проблемы практического использования научных знаний, повышения эффективности научных исследований и разработок выдвигают сегодня инженерную деятельность на передний план всей экономики и современной культуры.

Инженерная деятельность предполагает регулярное применение научных  знаний (т.е. 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,  
которая основывается более 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.

Цель данной контрольной  работы – рассмотреть становление и развитие инженерной деятельности, а также проблемы, которые возникают  на пути  развития инженерной деятельности.

1. Становление инженерной деятельности.

Становление инженерной деятельности было связано с развитием высших технических школ, которые начинают целенаправленную научную подготовку инженеров. В них проводятся и  первые научно-технические исследования. С необходимостью систематизации научного материала, нужного для подготовки инженеров, связано и возникновение  первых технических наук. К концу XIX в. научная подготовка инженеров, их специальное, именно высшее образование, становится настоятельной необходимостью. Поэтому к этому времени многие ремесленные, средние технические училища преобразуются в высшие учебные заведения, где наряду с практическими предметами основное место начинают занимать самые различные науки, хотя на практике эти науки и применяются первоначально весьма редко и инженеры работают пока часто, как и раньше, "на глазок". Но уже когда начинает ощущаться недостаточность основательной теоретической научной базы инженеров. В то же время образование инженеров должно было сочетаться с их практической подготовкой. К концу IХ началу XX в. наука все более проникает в инженерную практику и инженерное образование. Эти две тенденции - ориентация на практику и на науку - характерны и сегодня для высших технических школ. С точки зрения первой ориентации, инженерная деятельность рассматривается как искусство, то есть система приемов и методов практической деятельности (например, строительное искусство, искусство проектирования и т. п.); с точки зрения второй - как своего рода прикладная, техническая наука как порождение науки, как результат приложения науки к технической практике. В соответствии с этими тенденциями реализуются и различные идеалы и нормы инженерной деятельности и инженерного образования: поощрение преимущественно изобретательско-проектной функции инженера, восходящей к художникам-архитекторам и ремесленникам-механикам эпохи Возрождения, или познавательски-исследовательской, расчетной, научной, восходящей к ученым-экспериментаторам Нового времени. В течение всего периода становления классической инженерной деятельности эти две тенденции конкурируют и поочередно возобладают как в сфере практической инженерной деятельности, так и в сфере инженерного образования.

Средневековые ремесленники и архитекторы тоже могли пользоваться и действительно пользовались чертежами и математическими пропорциями, но они выполняли тогда иную функцию. Между языками ремесла и современного проектирования, в структуру которого действительно входит наука, есть принципиальная разница. Пропорция для античного и средневекового мастера была не научным или даже не эстетическим средством, а живой методикой делания вещи, начиная с выбора материала, всей технологической последовательности выполнения работ и кончая определением строя вещи в целом и каждой ее части. Когда современный архитектор, желая придать фасаду здания эстетичный вид, расчерчивает его по так называемому "золотому сечению", то это совсем иной научно-рациональный подход, чем это было в прошлом. Не следует забывать, что сегодня техническое черчение — это воплощенная наука, применение начертательной и проективной геометрии к решению практических задач машиностроения, строительства и т. д. Одним из создателей этого графического языка инженеров был французский инженер и ученый Гаспар Монж.

Монж был математиком  и инженером одновременно. Он одним  из первых понял и создал строго научную, математически точную систему  графических изображений для  нужд техники. В этом смысле он был  продолжателем учения о перспективе  художников-инженеров эпохи Возрождения. Но Монж пошел дальше их, сделав язык чертежа, с одной стороны, более  строгим и научным, а с другой - пригодным для решения практических инженерных задач [2, 103]. Очень скоро техническое черчение стало центральным пунктом инженерного образования, графическим языком инженеров. В других отраслях техники и технической науки также сложились свои особые графические средства для выражения инженерных идей, хотя и не всегда тесно связанные с геометрией, как, например, электрические схемы в электротехнике и радиотехнике.

Таким образом, на протяжении веков сформировались три особенности  инженерного мышления - художественная, техническая (практическая) и научная. И хотя инженеры более охотно рисуют чертежи и схемы, а ученые пишут  формулы и тексты (статьи, учебники), современное инженерное мышление глубоко  научно. И чертеж, и схема, эти  языки инженера, насквозь пронизаны  наукой, прежде всего математикой.

Научная картина мира, вырабатывавшаяся на протяжении XVII-XVIII столетий, только в XIX в. начала медленно входить в  повседневный обиход рядового инженера. В XVIII в. галилеева экспериментальная  математизированная наука так и  не дошла еще до всех «уголков»  практической инженерной деятельности, продолжавшейся оставаться инженерным искусством. Подлинное проникновение  науки в сферу инженерной деятельности и промышленности начинается лишь с  развитием машинного производства.

2. Возникновение профессии инженера

Первые инженеры появляются в эпоху Возрождения. Они формируются  из среды ученых, обратившихся к  технике, или ремесленников, приобщившихся  к науке. Именно в это время  на историческую арену выходит фигура «техника-специалиста», одним из основных занятий которого является выполнение гражданских и военных технических  сооружений. Первые инженеры - это одновременно художники-архитекторы, математики, врачи, алхимики, естествоиспытатели и изобретатели. Таковыми были Леонардо да Винчи, Батиста  Альберти, Никколо Тарталья, Джироламо  Кардано и другие. Тогда не было ни одного крупного человека, который  бы не совершил далеких путешествий, не говорил бы на четырех или пяти языках, не блистал бы в нескольких областях творчества. Леонардо да Винчи  был не только великим художником, но и знаменитым математиком, механиком  и инженером. Он считается изобретателем  парашюта и первым человеком, создавшим  эскиз прообраза вертолета. Альберт  Дюрер был живописцем, гравером, скульптором, архитектором и создателем систем фортификаций. 

Быстрое развитие государственности  и торговли стимулировало совершенствование  военного дела, прежде всего укреплений и артиллерии, строительства гидротехнических и архитектурных сооружений. Совершенствование  артиллерии и фортификации было жизненно необходимо для существования самостоятельных  городов-республик Италии: от точности и дальнобойности их орудий зависела и их независимость. Одним словом инженеры-консультанты везде были нужны  и высоко ценились королями, герцогами  и горожанами. В молодые годы Леонардо да Винчи, нанимаясь к герцогу  миланскому Лодовико Моро, писал в  своем письме к нему, что умеет  делать легко переносимые и наводимые  мосты, штурмовые лестницы, тайные подкопы, спускать воду из рвов осажденных городов, мортиры, катапульты и огнеметы оригинальной конструкции с превосходной баллистикой, а также знает способы нападения  на неприятельские корабли без их повреждения выстрелами и т.д. Кроме того, пишет да Винчи, в мирное время он может с любым соперничать в постройке зданий и гидросооружений, скульптуре и живописи.

Список инженерных изобретений  и возможных работ, предлагаемых в письме Леонардо, не является пустой похвальбой, или не выполнимой инженерной фантазией, хотя и неизвестно, что  именно он успел воплотить в действительности. В процессе своей жизни он реализовал некоторые из них. Что же касается не реализованных проектов, то в  его записках содержатся подробные  описания  и рисунки, из которых можно уже понять, как можно воплотить их в конкретных сооружениях и устройствах. Эти записи являются своеобразными эскизными проектами.

Само существование нереализованных  проектов наряду с реализованными - первый признак проектной культуры, в которую вступило человечество в эпоху Возрождения. Для инженеров  этой эпохи характерно стремление не делать свои достижения недосягаемыми - достоянием узкого круга мастеров данного ремесленного цеха, а совершенствовать уже существующие образцы, улучшать их, вносить изменения и делать всеобщим достоянием,  обнародовать, опубликовать их под своим именем, которое эти изобретения, в свою очередь, могут прославить. Теперь хитроумные архимедовы машины стали создаваться многими и повсеместно. Им не просто удивляются, теперь они нужны, труд по их созданию оплачивается и есть многочисленные их заказчики и потребители.

Начиная с эпохи Возрождения, появляется большое количество инженеров  отстаивающих свои авторские права  и положение в обществе. Заново переоткрываются, но уже с именем, многие известные в древности  изобретения, например порох, который  давно применялся китайцами. Этот процесс  обусловлен тем, что средневековые  изобретатели, чтобы обеспечить распространение  своего нововведения, часто скрывали свое авторство, приписывая его какому-либо авторитету. Теперь же клеймо Мастера  становится значимым, а сам он - личностью. Изменяется социальный статус мастера и отношение к нему общества. Это хорошо видно на примере русского пушечного мастера Андрея Чохова.

Социальный статус такого Мастера был относительно высок. На Пушечном Дворе все мастеровые люди не платили налогов, им регулярно  выдавалось жалованье, выделялось жилье. А сам Чохов получал денежное жалование даже больше чем глава  Пушечного приказа. Жаловал его  царь и отдельно по выполнению крупных  работ [3, с. 70].

В эпоху Возрождения сформировывается особое отношение к инженеру не просто как к технику или ремесленнику. Он теперь творец. В центре мироздания становится человек, созданный отчасти божественным, он является высшим творением бога и ему подчинены все другие создания. А художник-инженер из рядового члена ремесленного цеха превращается в придворного «князя» искусств, во всеми ценимого творца, носителя божественного таланта, владеющим великим даром, равного в искусстве самом богу.

3. Инженерная деятельность в эпоху машинного производства.

Со становлением машинного  производства происходит дифференциация инженерной деятельности, которая на первых этапах включает в себя лишь изобретательство, конструирование  и технологию производства. С возникновением технических наук к ним добавляются  еще инженерные исследования и проектирование.

Конструктор изменяет приемы своей работы в зависимости от каждого конкретного случая, но они  не выходят за пределы конструктивных вариантов и представляют собой  применение известных, уже выработанных искусственных приемов и простых  стандартных расчетов. Поэтому его  задача заключается в том, чтобы  произвести такое видоизменение, чтобы  получилась лишь новая конструкция, а не новое изобретение. Прогресс в технике как раз и заключается  в том, что нововведение усваивается  и переходит из разряда изобретений  в разряд конструкций. Конструкторская  деятельность становится особенно необходимой  с развитием серийного и массового  производства технических изделий. Проектирование же занимает промежуточное  положение между изобретением и  конструированием и более тесно  связано с научной деятельностью.

Полный цикл инженерной деятельности включает изобретательство, конструирование, проектирование, инженерное исследование, технология и организация производства, эксплуатация и оценка техники, а  завершает этот процесс ликвидация устаревшей или вышедшей из строя  техники.

Изобретательство. Изобретательская деятельность, как правило, начинает цикл инженерной работы. В изобретательской деятельности на основании научных знаний и технических достижений заново создаются новые принципы действия, способы реализации этих принципов или конструкции инженерных устройств и систем или же их отдельных компонентов. Сложности в изготовлении, конструировании и техническом обслуживании существующих технических систем, а также необходимость создавать принципиально новые инженерные устройства и системы стимулируют производство особого продукта — изобретений, авторство на которые закрепляется в виде патентов. Они имеют широкую сферу применения, выходящую за пределы единичного акта инженерной деятельности, и используются при конструировании и изготовлении новых технических систем или усовершенствовании старого оборудования.   

 Обычно работа по  изобретательству состоит из  следующих четырех этапов:

1. Четкая постановка задачи. Правильно поставить задачу - это  часто означает решить ее наполовину.

2. Анализ задачи. Разложение  ее на составляющие элементы. Теория. Часть элементов окажется  известной. Неизвестное встает  более ясно.

3. Комбинаторика (творчество). Классификация решений и заполнения пустых классов. Аналогии. Смелые скачки мысли. Фантазии. Теория и наивыгоднейшие соотношения. Чем смелее, тем лучше!

4. Критический фильтр. Строгая проверка. Проверка новизны, целесообразности и пользы. Чем строже, придирчивее, тем лучше»

Конструирование. Инженерная деятельность направлена на создание нового, а не на слепое копирование имеющихся образцов, как это было свойственно ремесленной практике. Однако только сформулировать идею еще недостаточно. Идея изобретателя, даже воплощенная в виде опытного образца, требует работы целой армии конструкторов, меняющих детали и их расположение, упрощающих конструкцию и т.д. Результатом конструкторской деятельности является готовая конструкция технического устройства или системы, материализуемая затем в процессе изготовления. Эта конструкция, как правило, состоит из определенным образом связанных стандартных элементов, выпускаемых промышленностью. Если каких-либо элементов не достает или их параметры не соответствуют требованиям конструктора, они изобретаются и проектируются заново. Для целей массового производства и варьирования технических характеристик по требованию заказчиков на этой стадии проводятся дополнительные инженерные расчеты и учет ряда таких требований, как простота и экономичность изготовления, удобство использования, соблюдение определенных габаритов и возможность применения стандартных или уже имеющихся конструктивных элементов. Конструктор рассчитывает конкретные конструктивно-технические характеристики создаваемого устройства, учитывающие специфические условия его изготовления на данном производстве. Конструктор создает новые типы машин, имеющие общее устройство, но различающиеся характером отдельных деталей, их расположением, материалом и другими конструктивными особенностями.   

 Конструкторская деятельность  становится необходимой именно  с развитием серийного и массового  машинного производства технических  изделий и заключается в создании, испытании и отработке опытных  образцов различных вариантов  будущего инженерного объекта,  выборе из них наиболее оптимального  с точки зрения заказчика варианта  и разработке технической документации - руководства для изготовления его на производстве [2, 107]. За конструктором остается расчет конструктивно-технических и технологических параметров технического устройства, разработка же технологии изготовления - задача уже другого специалиста - инженера-технолога. Однако это не снимает с конструктора ответственности за создание технологичной конструкции. Конструктор должен быть хорошо знаком со всеми процессами изготовления и обработки проектируемых машин, сооружений или вообще всяких изделий. Без такого знакомства он может сконструировать детали, которые вообще невозможно изготовить или обработать либо которые окажутся неудобными, дорогими и чрезмерно долгими в изготовлении.

Технология и  организация производства. В результате конструирования рождается чертеж готовой технической машины или системы, который является посредником для передачи идеи изобретателя и описания конструкции, разработанной инженером-конструктором, не только исполнителю-рабочему, но и инженеру-технологу, который руководит изготовлением деталей и их сборкой. Исходным материалом этого вида инженерной деятельности являются материальные ресурсы, из которых создается изделие, а продуктом - готовое технически устройство и руководство к его эксплуатации. Функция инженера в данном случае заключается в организации производства конкретной типа изделия и разработка технологии изготовления определений конструкции этого изделия, а также, если это необходимо, орудий машин для его изготовления или отдельных его частей. Разработка и усовершенствование новой технологии в той или иной отрасли промышленности связана сегодня с научными исследованиями, например новых материалов, и созданием нового наукоемкого технологического оборудования.

Часто крупные инженеры сочетают в одном лице и изобретателя и  конструктора, и технолога, выполняя функции организатора производства какого-либо типа изделий промышленности. Однако современное разделение труда  в сфере инженерной деятельности неизбежно ведет к специализации  инженеров, работающих в научной  следовательских институтах, конструкторских  бюро, на заводах и фабриках преимущественно  либо в области инженерного исследований либо конструирования, либо организации  производства и технологи изготовления определенного типа технических  систем. Такого рода разделение труда  наметилось уже на первых заводах, хотя первые их создатели и руководители совмещали в своей деятельности почти все эти позиции одновременно. Однако в конце XIX в. наних уже  действовал более четкий принцип  разделения инженерного труда, выделяются в самостоятельные подразделения  техническая дирекция, конструкторское  бюро, мастерские и технический надзор за исполнением заказов. Инженер в мастерских уженичего не изготавливает сам, как нередко случалось раньше, а лишь руководит сборкой по чертежам, полученным от инженеров-конструкторов, имея в распоряжении мастеров и старших рабочих. В дальнейшем ни изобретательская, ни конструкторская, ни технологическая инженерная деятельность не обходятся без тщательного научно-технического исследования.

Эксплуатация, оценка функционирования и ликвидация. В настоящее время в сферу инженерной деятельности попадает и эксплуатация технических систем, то есть операторская деятельность, и их техническое обслуживание. Для выполнения этих функций по отношению к сложным техническим, например компьютерным, системам требуется достаточно высокая инженерная квалификация. В процессе эксплуатации технической системы проводится также оценка ее функционирования, что весьма важно для постоянного совершенствования и разработки новых таких систем.

В последнее время особенно сложной инженерной задачей становится утилизация и ликвидация отработавших технических устройств и их компонентов, которая может составлять предмет  особого научного исследования. Уже  на стадии разработки новой технической  системы должны быть сформулированы требования к материалам и компонентам, входящим в ее состав, с точки  зрения возможности их утилизации с  минимальным ущербом для окружающей среды и здоровья людей. Это относится не только к атомным реакторам и к новейшим вычислительным комплексам, утилизация которых обходится весьма дорого и требует специальных инженерных и научных разработок и даже создания особых устройств для их утилизации, но и к таким, казалось бы, простым побочным продуктам технической деятельности, как упаковка отдельных компонентов или устройства в целом. Для переработки всего этого также разрабатываются достаточно сложные технические комплексы, такие, например, как печи для сжигания мусора или очистные сооружения для очистки промышленных вод, бывших в употреблении. Научные исследования и инженерные разработки в этой области финансируются в настоящее время во все большем объеме в промышленно развитых странах. Появляются инженеры, ученые и даже целые фирмы и институты, которые специализируются в этой области. Утилизация отходов атомной энергетики требует создания не только специальных наукоемких и дорогостоящих производств, но и специальных транспортных средств, контейнеров и хранилищ для них, представляющих собой вершину науки и инженерного искусства.

Таким образом, развитая инженерная деятельность включает в себя целый  набор различных специализаций  и видов деятельности, которые  и сами составляют сложную систему, требующую исследования и организации. Организация инженерной деятельности сама становится одним из важных видов  инженерной деятельности.

Инженерные исследования и проектирование. Развитие инженерной деятельности привело к необходимости выделения в ней слоя собственных исследований, которые получили название инженерных, или научно-технических, где доводится до практически применимого уровня полученные в науке результаты, происходит обобщение, систематизация выработанных в ходе инженерной деятельности знаний. Часто имеющихся научных разработок недостаточно и в ходе решения той или иной конкретной инженерной задачи возникает потребность постановки и разработки чисто научной проблемы. В историческом плане это приводит к формированию сначала отдельных, а затем и целых блоков  технических наук.  

 Для классической инженерной  деятельности характерна ориентация  каждого вида инженерной практики  на соответствующую базовую науку,  или на целый комплекс научно-технических  дисциплин. В современных видах  технической деятельности привлекаются  любые методы, средства и знания  из любых научных предметов.  Их объединяет общность решаемой  сложной инженерной задачи и  единство подхода к ее решению.  Система сложившихся на сегодня технических наук простирается от теоретических до практических исследований. Это означает, что естествознание не перестает контактировать с техникой. Прямым посредником между инженерной деятельностью и производством становятся инженерные исследования и проектирование. Да и само проектирование развилось из простой работы чертежников-рисовальщиков до квазинаучной деятельности инженера-«теоретика».

4. Инженерная деятельность и проблемы, возникающие перед ней на   современном этапе ее развития.   

 Современный этап инженерной  деятельности характеризуется системным  подходом к решению сложных  научно-технических задач, обращением  ко всему комплексу общественных, естественнонаучных, математических  и научно-технических дисциплин.  Обособление проектирования и  экспансия его в смежные области,  связанные с решением экологических,  биотехнологических и социотехнических  проблем, привели к кризису  традиционного инженерного мышления  и развитию новых форм проектной  культуры, системных и методологических  ориентаций современной инженерной  деятельности, выходу ее на гуманитарные  методы познания и освоения  действительности. Например, для создания  автоматизированных систем управления  предприятиями или отраслями  промышленности уже недостаточно  традиционно используемых в инженерной  деятельности знаний технических  и естественных наук. Для их  разработки требуются особые  социально-экономические, социологические,  социально-психологические исследования. А пренебрежение ими приводит  к снижению эффективности таких  систем. Конкретные социальные условия  функционирования автоматизированных  систем управления должны учитываться  на стадии проектирования.

В связи с усилением  влияния науки на все сферы  жизни общества, необходимостью решения  комплексных научно-технических  проблем в настоящее время  постепенно формируется новый стиль  инженерно-научного мышления. Сегодня  старые ценностные ориентации научной  и инженерной деятельности часто  приходят в противоречие с общей  гуманистической направленностью  социального прогресса. Распространение  данных ориентаций на новые области, например социальной и биологической  инженерии, порождает много, по сути, социальных проблем: охраны окружающей среды, этики ученых, прогнозирования  социальных последствий научной и инженерной деятельности, которые могут оказаться необратимыми, и т. д. Все это требует перестройки традиционного стиля работы и способа мышления современного ученого и инженера.

Во второй половине XX в. воздействие  научно-технического прогресса на общество и природу становится глобальным. Это вызывает целый ряд сложнейших экологических проблем, означающих, что инженер не просто технический  специалист. Он имеет дело и с  природой - основой жизни общества, и с другими людьми. Современная  инженерная деятельность выдвигает  поэтому и проблему социальной ответственности, интеллектуальной честности и профессиональной этики.

В результате инженерной деятельности создано многое, без чего немыслима  цивилизация наших дней. Инженеры и конструкторы сделали реальным то, что казалось сказочным и фантастическим, и чему теперь мы перестали удивляться (полеты человека в космос, телевидение  и т. п.). Но они разработали и  изощренные технические средства уничтожения  людей. И хотя сама техника этически нейтральна, инженер не может оставаться равнодушным к ее вредоносному использованию.

Сегодня особенно актуальными  становятся проблемы социальной ответственности  инженеров и проектировщиков, не только перед заказчиком, но и перед  обществом в целом. Пока философы и представители различных наук лишь рассуждают о том, как лучше  перестраивать окружающий нас мир, инженеры и проектировщики практически  перестраивают его, и не всегда наилучшим  образом, а часто и во вред человеку, обществу и даже всему человечеству. Необходимо, чтобы принятие глобальных проектов, обсуждалось общественностью, а не было результатом келейных решений, пусть даже подкрепленных некоторыми данными науки. К их обсуждению надо привлекать инженеров и ученых различных  направлений и школ, и не только сторонников данного проекта, но и противников его. К таким  проблемам относятся, например, экологические  проблемы, поскольку от их своевременного и дальновидного решения зависит жизненное пространство многих людей сегодняшнего дня и последующих поколений. Ведь это проблемы не только специалистов (ученых и инженеров), но и людей, живущих на земле, где расположена шахта, карьер, завод, АЭС, где планируется искусственное море или канал, от строительства которых могут пострадать не только природа, но и памятники культуры.

Сегодня перед высшим техническим  образованием стоит еще одна проблема. Многие инженеры по диплому, хотя и  занимают инженерные должности, становятся действительно инженерами лишь проработав несколько лет на заводе, в конструкторском  бюро, научно-исследовательском институте, проектной организации. Некоторые  из них уходят в неинженерные области, так как выполняемая ими повседневная работа не соответствует их представлениям об инженерной деятельности как профессии  творческой. Зачастую инженеры меняют работу из-за низкой оплаты их труда. Сейчас в этом направлении принимаются  определенные конкретные социально-экономические меры. Но нужны более решительные и кардинальные действия, в том числе резкое сокращение численности инженеров за счет их качественного обучения.  

 Конечно, увеличение  оплаты инженерного труда - также  необходимая мера для повышения  престижа инженера в обществе. Но само по себе это еще  не решает проблему. Инженер с  первых дней профессиональной  деятельности должен иметь возможность  реализовать свои творческие  потенции в самостоятельной работе, занимаясь не бумаготворчеством,  а подлинной инженерной деятельностью.  Он должен стать инженером-исследователем, разработчиком.