Зарождение и эволюция инженерной деятельности

Содержание. 

Введение.

Глава 1.  Зарождение и эволюция инженерной деятельности. Исторический аспект. 

Глава 2. Развитие инженерной деятельности в новейшее время. Формирование инженерной деятельности как науки. 

Заключение. 

Литература. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

    Формирование и функционирование системы "наука - производство" происходило и происходит на основе развития инженерной деятельности. Именно посредством ее практически реализуются и внедряются в производство и другие сферы общественного труда новые виды техники и технологии, создается материальная инфраструктура жизнедеятельности общества. Инженерная деятельность является двигателем научно-технического прогресса. Какие характеристики инженерной деятельности определяют ее место и роль в научно-техническом прогрессе, в обеспечении взаимосвязи науки с производством? Специфическими признаками, присущими труду инженеров, являются научная обоснованность и практическое отношение к технике. Это означает, что выработка инженерных решений и их практическая реализация в виде технических устройств, технологических процессов, режимов функционирования составляющих инфраструктуры и т.д. осуществляется на научной основе. Научной основой инженерной деятельности служат прежде всего технические науки. Исследования в сфере технических наук направлены на теоретическое описание строения и функционирования технических устройств, выявление закономерностей протекания производственно-технологических процессов, создание методов расчета разнообразных параметров и режимов, интересующих инженеров.

    В современных условиях техника, с одной стороны, выступает как объект инженерного труда, с другой - как объект научно-технического знания, на которое опирается инженерная деятельность. Поэтому можно говорить о целостной системе "Техника - инженерная деятельность - технические науки", функционирование которой направлено на развитие техники и непосредственно подчинено задачам этого развития. Эта система приняла форму социального института к 30-м гг. ХХ в., что нашло выражение в создании сети высших технических учебных заведений, организации НИИ отраслевого профиля, выделении научных исследований и опытно-конструкторских разработок (НИОКР) в качестве необходимой компоненты технического прогресса, развития производства и т.п. Причем системообразующая роль в триаде "техника - инженерная деятельность - технические науки" принадлежит инженерной деятельности, которая является высшей познавательно-созидательной формой трудовой деятельности, соответствующей общественно-экономическим потребностям техногенной цивилизации.

    Система "техника - инженерная деятельность - технические науки" сформировалась в ходе сложного процесса изменения характера жизнедеятельности человеческого общества, имеющего как естественно-историческую, так и культурно-историческую составляющие. "Запуск" механизма научно-технического прогресса через посредство инженерной деятельности восходит к ценностной установке на рационализацию деятельности, характерной для становления капиталистических отношений.

    Повышение роли и значения инженерной деятельности связано с формированием технологической цивилизации ХХ в., характеризующейся исключительно интенсивными процессами потребления и преобразования вещества, энергии, информации. Развитие инженерной деятельности происходит в тесной связи с развитием естественных наук, однако наука сама по себе не порождала и не порождает технологию и технику, а лишь предоставляет потенциальные возможности для "разделения труда" между человеком и машинами, сделанными им. А вот реализация и организация этого "разделения труда" в соответствии с общественными потребностями - прерогатива инженерной деятельности. И здесь инженерная деятельность обладает собственным потенциалом развития и имеет аспекты функционирования, далеко не сводящиеся к "спуску" достижений науки в практику, в производство.

    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. Поэтому не следует отождествлять инженерную деятельность лишь с деятельностью инженеров, которые часто вынуждены выполнять техническую, а иногда и научную деятельность (если, например, имеющихся знаний недостаточно для создания какой-либо конкретной технической системы). В то же время есть многочисленные примеры, когда крупные ученые обращались к изобретательству, конструированию, проектированию, т.е., по сути дела, осуществляли какое-то время, параллельно с научной, инженерную деятельность. Поэтому инженерную деятельность необходимо рассматривать независимо от того, кем она реализуется (специально для этого подготовленными профессионалами, учеными или просто самоучками). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1.  Зарождение и эволюция инженерной деятельности. Исторический аспект.

  Инженерная  и научная деятельность являются различными сферами практики. Первая из них является духовной деятельностью в сфере материального производства и функционируют в его рамках на основе науки и опыта самого материального производства. Вторая отделяется от сферы материального производства и начинает выполнять функцию выработки знаний об окружающем мире.

  Безусловно, исторически первой возникла техническая деятельность. Выделившись из животного мира люди вступили в историю полуживотными, грубыми , бессильными перед могуществом природы. Они еще не осознают все возможности своей жизнедеятельности. Человек обеспечивал себе питанием при помощи животнообразных, инстинктивных форм труда. Но постепенно люди начинают все более активно противостоять природе, вырабатывают первые технические приемы изменения природы, переработки ее веществ. В слабости первых людей, и, одновременно, в их силе, проявляемой в подчинении природы и овладения ею при помощи орудий труда, которых лишены животные, не исключая и обезъян, заключалась одна из специфических форм противоречий , толкавших древних людей вперед.

    В процессе активного противостояния природе у человека возникают духовные моменты, отсутствующие у животных:  сознательное целеполагание, концентрация внимания, волевое поддержание необходимого напряжения, наслаждение трудом как игрой не только физических, но и интеллектуальных сил . Именно в труде, в процессе создания орудий труда возникает возможность идеального плана деятельности. "Начавшаяся вместе с развитием руки, вместе с трудом господство над природой, - писал Ф.Энгельс, - расширяло с каждым новым шагом вперед кругозор человека. В предметах природы он постоянно открывал новые, до этого неизвестные свойства". Каждый новый трудовой акт будил мысль человека , ставил перед ним вопрос о том, что и как надо сделать . Создание орудий труда требовало мысленного сохранения свойств в таких сочетаниях , которых нет в природных предметах. Он брал, к примеру, палку, камень и лиану и сооружал из них молот. Это обеспечивало движение образов в отрыве от их конкретной ситуации действия с предметом, идеальной деятельности субъекта, появление эмпирических знаний.

  В эмпирический период развития техники  люди использовали те законы природы, которые они открывали не в  ходе теоретического познания действительности, а в ходе практической деятельности методом проб и ошибок. Эти законы гораздо позже были познаны наукой.

  Первобытный человек в процессе обработки  каменных орудий неосознанно использовал  закон параллелограмма сил. Поднимая и перемещая тяжести он использовал  законы рычагов первого и второго  рода. В гончарном круге он стихийно использовал выравнивающий эффект маховика, а в первобытном вертикальном ткацком станке - силу тяжести, не зная законов тяготения. Он находил эти закономерности эмпирическим путем, аккумуляцией производственного опыта.

  Появление эмпирических знаний, их пополнение и обработка постепенно приводила к зачаткам научных знаний. Изготовление и употребление ручных орудий труда заложили основы механики и физики, практические знания о животных и растениях - биологии, определение времени начала полевых работ и ориентации на местности - астрономии, необходимость измерения земельных участков, воды, зерна, построек - математики .

  Таким образом начала инженерной и научной  деятельности уходят в далекое прошлое  человечества. Однако эти две сферы умственного труда в их современном понимании возникают гораздо позже. Правда, наука как деятельность по производству систематических знаний зарождается еще в древнем мире в условиях рабовладельческого общества. Именно тогда возникает возможность появления выводного знания, выделения абстрактно- общего из конкретного. Именно тогда часть общества получает время, свободное от материального производства и появляются люди науки, которые начинают заниматься только выработкой знания, практическая в том числе и инженерная ценность которого отрицалась. Один из величайших людей античности Аристотель писал : " мы считаем, что более мудр во всякой науке тот, кто более точен и более способен научить выявлению причин, и, ... что из наук в большей мере мудрость та, которая желательна ради нее самой и для познания, нежели та, которая желательна ради извлекаемой из нее пользы ".

  Идеал "чистой" научной деятельности не запятнанной практическими интересами существовал довольно длительный период времени, который охватывает всю  античность и феодальное общество. Причина того, что техническая и научная деятельность развивались изолировано друг от друга, двоякая. С одной стороны, техническая деятельность этого времени имело дело, в основном, с ручными орудиями труда для изготовления и функционирования которых достаточно было производственного опыта и эмпирических знаний. Другими словами не было со стороны технической деятельности востребованности в научных знаниях, техническая деятельность в эту эпоху почти не нуждалась в систематическом изучении природы. С другой стороны, наука еще не обладала такими знаниями и в таком виде, которые можно было бы использовать в технической деятельности.

  Только  в эпоху Возрождения из сферы  технической деятельности начинает выделяться ее особый вид - инженерная деятельность ориентирующаяся не только на производственный опыт, но и на использование научных знаний. Великий Леонардо да Винчи во фрагменте "О заблуждении тех, кто пользуется практикой без науки писал : "Те, кто влюбляется в практику без науки, подобны кормчим, выходящим в плавание без руля и компаса... Практика всегда должна быть построена на хорошей теории".

  Но  существующие традиции имеют огромную силу сопротивления. И в эпоху  Возрождения и значительно позже  вплоть до появления крупного машинного  производства действенной связи между инженерной и научной деятельностью не было. Более того, как констатирует Дж. Бернал, "сама промышленная революция в начальных стадиях своего развития не являлась плодом каких-либо достижений науки; творцами ее были ремесленники - изобретатели, чей успех обусловливался исключительно благоприятными экономическими условиями ". Изобретатель прядильной машины - самопрялки "Дженни", открывшей первый этап промышленного переворота в Англии, Дж. Харгривс совмещал профессии ткача и плотника. Делец Р. Аркрайт запатентовал прядильную ватерную машину комбинируя принципы других изобретателей. Рабочий - суконщик Дж. Кей  изобрел   механический

(самолетный) челнок ткацкого станка. Хозяин  мастерской Дж. Уатт в процессе  ремонта паровой атмосферной  машин английского кузнеца Ньюкомена создает универсальную паровую машину с цилиндрами двойного действия. Маханик Дж. Стифенсон изобрел паровоз, который решил проблему создания парового железнодорожного транспорта. Бродячий живописец и чертежник, подмастерье у ювелира Роберт Фултон изобрел пароход. Английские фермеры Фаулер и Говард выработали наиболее подходящее сочетание паровой машины и плуга, создав паровой плуг.

  И все же тенденция взаимосвязи  технической и научной деятельности и формирование на этой основе инженерной деятельности в ходе промышленной революции становится все более сильной. Промышленная революция дала огромный стимул научной деятельности. Ее результаты в свою очередь находят техническое применение. Начинается история взаимосвязи инженерной и научной деятельности.

  Для конца 18 и почти всего 19 веков  характерно тесное сотрудничество в  деятельности инженеров и ученых. До этого времени в развитии и  функционировании ремесленного производства большую роль играли индивидуальные качества производителя - его сноровка, знания, опыт, умение. Психологические особенности индивида накладывали печать индивидуальности, неповторимости на производимые культурные ценности. С появлением крупного машинного производства рабочий становится простой механической силой, придатком машины. Его трудовые акты приобрели характер зависимости от работы машины, становятся стереотипными. Рабочему требовалось все меньше знаний. Происходит отчуждение духовных компонентов материального производства от физического труда, от знаний, сведений, умения отдельного рабочего, но не от системы материального производства. Весь процесс производства теперь требует все больше интеллектуальных сил. Крупное машинное производство может развиваться и функционировать только на научной основе. Духовные компоненты материального производства контактируются с компонентами духовного производства в единую творческую деятельность. Возникает заказ превращения науки в производительную силу общества, глубокого проникновения науки в производство и поэтому формирования особой группы людей внутри сферы материального производства с привилегией заниматься исключительно умственным трудом функция которого - разработка способов использования науки в производстве и утилитарное употребление научных знаний в овеществленном виде - в виде новой техники и технологии. В силу этих обстоятельств постепенно, однако довольно быстрыми темпами, формируется массовая профессия инженера в ее современном понимании . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 2. Развитие инженерной деятельности в новейшее время. Формирование инженерной деятельности как науки.

    Технические науки составляют основу для поиска и создания соответствующих инженерным задачам предметных структур практики, являются теоретической базой расчетно-проектировочной деятельности. Работа в сфере технических наук тесно связана с поисковыми инженерными и прикладными исследованиями. Следует, однако, подчеркнуть, что она ни в коей мере не подменяет и не заменяет инженерную деятельность, самостоятельная задача которой - материальное воплощение технический идей и проектов в определенных условиях их технико-экономической целесообразности.

    Становление технических наук в их "классической" форме в Х1Х - первой трети ХХ вв. дало приемы и средства оптимизации технических устройств, технологического оборудования на основе естественно-научных представлений. Основывающиеся на достижениях технических наук методики конструирования определенных классов технических устройств, стандартизация технических устройств и нормирование технологических процессов подготовили почву для возникновения системного проектирования - нового слоя проектирования. В отличие от инженерного проектирования на основе классических технических наук, системное проектирование не связано непосредственно с проблемами реализации: оно направлено на оптимизацию функциональной структуры системы в целом до начала конструктивной разработки ее узлов и элементов. Последнее является задачей классического инженерного проектирования, создающего "вещественный субстрат", элементную базу для создания проектируемых сложных технических устройств и систем.

    Системное проектирование знаменует новый этап в развитии инженерной деятельности и технических наук (начало 1960-х гг.). Изменяются способы описания инженерных объектов, углубляется математизация технических наук, в инженерную деятельность вовлекаются стандартизированные наборы технических элементов систем разного принципа действия. С изменением технической базы инженерной деятельности происходит дальнейшее расслоение сфер проектирования и реализации проектов: работа со структурно-функциональными схемами обособляется в качестве важного этапа проектирования. В целом же в проектировании осуществляется синтез научно-технических знаний, полученных при разностороннем исследовании инженерного объекта.

    Рассмотрим ряд характерных особенностей развития системы "техника - инженерная деятельность - технические науки" в 1920-1980 гг. Принципиальные изменения в сфере инженерной деятельности в этот период были обусловлены, во-первых, освоением новых отраслей производства и дифференсацией сложившихся. Во-вторых, происходило разделение труда изнутри инженерной профессии в связи с усложнением проектировочных задач и процедур проектирования, структуризацией и организационными оформлением проектной деятельности. В-третьих, расширилась и углубилась научная база инженерной деятельности, что нашло выражение в интенсивном развитии технических наук и сферы прикладных исследований, тесно связанной с поиском новых предметных структур практики, формированием путей научно-технического прогресса.

    Для 1920-1970-х гг. характерен стремительный рост числа инженеров - специалистов с высшим техническим образованием. Инженерная профессия становится массовой. Так, в СССР динамика роста численности инженеров была такова: 1928 г. - 61 тыс.; 1932 г. - 187 тыс.; 1941 г. - 289,9 тыс.; 1950 г. - 400,2 тыс.; 1955 г. -597,8 тыс.; 1960 г. - 1135 тыс.; 1965 г. - 1630,8 тыс.; 1970 г. - 2486,5 тыс. В США в 1930 г. было 217 тыс. инженеров, в 1950 г. - 543 тыс.; в 1963 г. - 950 тыс.; темп роста численности инженеров был равен 4,5%. Общее число номенклатурных инженерных специальностей, составляющих основу планирования подготовки инженерных кадров в высшей школе в СССР, к началу 1970-х гг. достигло трехсот. В середине 80-х годов перечень этих специальностей достиг 420 наименований.

    В развитии системы "техника - инженерная деятельность - технические науки" рассматриваемого периода переломным моментом является начало 1950-х гг. Для периода 20-50-х гг. характерно расширение спектра осваиваемых в инженерной деятельности явлений, процессов, материалов, находящее выражение в развитии новых видов техники, производственно-технологических преобразований, налаживании новых и совершенствовании старых отраслей производства. При этом в технических науках, обслуживающих ту или иную область техники и отражающих ее качественные особенности, формируются фундаментальные разделы, общие теоретические основы, создается экспериментальная база.

    В пятидесятых годах дальнейший прогресс техники поставил инженеров перед проблемами создания сложных системных, работающих на предельных параметрах технических объектов, взаимодействующих друг с другом в условиях применения. Возникла техника больших систем - системотехника, потребовался новый подход к решению технических задач, перестройка проектировочной деятельности. Эта перестройка привела к становлению системного проектирования и появлению ряда новых инженерных специальностей, к разработке научных методов планирования и организационного управления проектными работами.

    Технической базой, развитие которой обеспечивало и прогресс в самых разных областях техники, и перестройку инженерно-проектировочной деятельности, явилась электронно-вычислительная техника: ЭВМ и целый ряд устройств для сбора и переработки информации. В технических науках в 1950-х гг. появился ряд общеинженерных дисциплин - кибернетика, теория подобия и моделирования и др., развернулся процесс математизации технических наук.

    Содержание проектировочных задач, научно-технических основ той или иной области инженерной деятельности отражает прежде всего многообразие технических объектов, технологических процессов, характер преобразования осваиваемых технически веществ и сил природы. Так, если машиностроение построено на формообразовании деталей устройства и сборке из этих деталей определенных конструкций, то в радиоэлектронике отправным пунктом создания устройств является разработка его схемы, ориентированной на использование определенной элементной базы.

    Полупроводниковая электроника основана на структурообразовании: сложная полупроводниковая структура создается в кристалле за счет комплекса технологических процедур, причем процессы получения вещества и создания новых изделий объединяются (физико-химическая "сборка" кристаллов).

    В химической промышленности деятельность инженеров-химиков состоит в разработке наиболее экономичных методов технического использования процессов, в которых происходит превращение веществ. Здесь центральную задачу составляет изменение вещества, а не формы.

    В металлургии, имеющей много сходства с химическим производством, имеет значение механическое оформление вещества - в виде слитков, проката. 

В электротехнике, электроэнергетике задача инженера - организация процессов получения, передачи, преобразования и распределения электрической энергии на основе разработки соответствующих машин, аппаратов, регулирующих устройств и т.п.

    В радиотехнике, радиолокации, вычислительной технике, приборостроении деятельность инженеров направлена прежде всего на решение круга проблем, связанных с получением, передачей и переработкой информации.

    Кроме отмеченного выше развития разделения труда внутри инженерной профессии по предметно-отраслевым признакам - виду техники и характеру производственно-технологических процессов - происходила специализация инженеров по функциям в процессе проектирования и разработки, по месту в обеспечении деятельности предприятия и т.п. К первой относится появление в 1960-х годах профессий инженеров-системотехников, патентоведов, инженеров-эргономистов, дизайнеров. Второе направление специализации связано с образованием на предприятиях различных служб, с задачами планирования производства, оценки его эффективности.

    В 1930-х годах в СССР появилась специальность инженера-экономиста, призванного осуществлять технико-экономический анализ различных сторон производственного процесса и его планирование.

    Итак, в 1920-1980-х гг. в инженерно-проектировочной деятельности стремительно развивается исследовательский подход к решению технико-технологических проблем. Изменяется процесс создания предметных структур практики: в 30-х годах появляется процедура разработки, в 1950-х - системное проектирование.

    В 1920-50-х гг. соответственно различным отраслям техники развиваются фундаментальные разделы технических наук, вырабатываются теоретические основы для целенаправленного поиска и оптимизации инженерных решений, расчета проектируемых устройств, аппаратов, эффективности технологических процессов и т.п. При этом создается экспериментальная база для проверки правильности технических решений, испытания образцов новой техники. В электротехнике - это высоковольтные лаборатории, в строительной механике - огромные испытательные машины, аэрогидродинамические трубы - в самолетостроении и т.п. Сочетание в технических науках теоретических разработок, включающих привлечение знаний соответствующих разделов естественных наук, специальных разделов математики и экспериментальной и испытательной работы с образцами технических устройств привело к тому, что в 20-50-х гг. были достигнуты огромные успехи в количественных исследованиях процессов в технических устройствах и созданы теоретические основы и методики для проведения инженерных расчетов в различных областях техники.

    Важнейшей, определяющей тенденцией в развитии содержания инженерной деятельности в 1950-1980-х гг. явилось увеличение удельного веса проблем информационного обеспечения, управления производственно-технологическими процессами и отдельными техническими средствами, автоматизации их функционирования.

    Возникновение и развитие приборостроения как самостоятельной отрасли промышленности, соответствующих разделов технических наук - теории автоматического регулирования и управления, кибернетики, создание вычислительной техники и бурное развитие ее элементной базы, приведшее к формированию в начале 1950-х годов полупроводниковой электроники, т.е. развитие средств автоматизации и средств переработки информации явилось важнейшим итогом и фактором, преобразившим характер развития всех отраслей техники, структуру и средства инженерно-проектировочной деятельности, строение системы технических наук.

    В настоящее время существует множество областей технической науки, относящихся к различным сферам инженерной деятельности. Однако области технической науки и соответствующие им сферы инженерной деятельности не тождественны. Например, электротехнику как сферу инженерной деятельности и отрасль промышленности не следует путать с теоретической электротехникой, которая представляет собой область технической науки. Последняя имеет в настоящее время достаточно разработанный теоретический уровень (скажем, теорию электрических цепей) и не может рассматриваться как исследование, направленное лишь на приложение знаний естественнонаучных дисциплин. В технических науках развиты особые теоретические принципы, построены специфические идеальные объекты, введены новые научные законы, разработан оригинальный математический и понятийный аппарат. Технические науки удовлетворяют сегодня всем основным критериям выделения научной дисциплины. В то же время следует помнить, что технические науки достаточно четко ориентированы на решение инженерных задач и имеют вполне определенную специфику. Конечно, в них доказываются теоремы и строятся теоретические системы. Однако, наряду с этим, важное место занимают описания расчетов и приборов и различные методические рекомендации. Главная цель технических наук - выработка практико-методических рекомендаций по применению научных знаний, полученных теоретическим путем (в сфере технической науки - технической теории) в инженерной практике. Специфика технической науки определяется необходимостью использования ее результатов не столько для объяснения естественных процессов, сколько для конструирования технических систем. Эти результаты опосредованы, как правило, инженерными исследованиями, проводимыми в рамках того или иного вида конкретной инженерной деятельности.

Заключение.

   В XVI-XVII вв. идеи инженерии и развития техники на основе инженерной деятельности были всего лишь замыслом и воплощались в отдельных практических образцах. Но по мере развития новой науки и инженерии, а в XIX-XXІ вв. - индустриального производства, целиком опирающегося на инженерию и проектирование, - облик нового технического мира становится все более ощутимым.

    Среди источников и детерминантов, определяющих функционирование и развитие техники, важное место занимает научно-инженерная картина мира, сложившаяся в конце XIX - начале XX в. Картина мира представляет собой образ той действительности, из которой, как непосредственно данной, исходит специалист. Научно-инженерная картина мира включает в себя некий сценарий. Существует природа, мыслимая в виде бесконечных 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 - их потребители. В соответствии с традиционной научно-инженерной картиной 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 является созданным им средством, что потребности естественно растут, расширяются и всегда могут быть удовлетворены научно-инженерным путем.

    Итак, развитие материального базиса жизнедеятельности общества происходит на основе освоения в инженерной деятельности все новых и новых технических объектов и организации их функционирования в производственной и других сферах. В знаниях технических наук соответственно отражается динамика изменения включаемых в инженерную деятельность объектов и возникающих в ней проблем. Открытия естественных наук, результаты прикладных исследований расширяют спектр возможных технических решений. Но они никоим образом не определяют последовательность реализации этих решений и ее конкретные формы. Последние определяются уровнем и закономерностями развития техники, технологии, технических наук и зависят от социально-экономических, а в настоящее время и экологических задач, стоящих перед обществом.