Реферат на тему: Инженерная деятельность, ее виды.
Реферат на тему: Инженерная деятельность, ее виды.
1) Специфика инженерной деятельности
1.1) Этап классификации инженерной деятельности
1.2) Этап специализации в инженерной деятельности
1.3) Этап социотехнического проектирования
2) Виды инженерной деятельности
2.1) Понятие инженерно-исследовательская деятельность
2.2) Понятие инженерно-конструкторская деятельность
2.3) Понятие инженерно-проектная деятельность
2.4) Понятие инженерно-проектная деятельность
3) Кризис инженерии и новая идея инженерии
3.1) Область кризиса инженерии
3.2) Особенности новой идеи инженерии
4. Концепции компьютеризации инженерной деятельности
Становление инженерной деятельности, реальности и научно-инженерной картины мира не было бы столь успешным, если бы инженерная деятельность не оказалась эффективной. Эффективность инженерной деятельности проявилась при создании как 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. По сути, самолет есть сложная техническая система, но, например, еще сложнее АЭС, ускорители или космические комплексы. Во всех этих случаях инженерный подход к решению проблем демонстрирует свою эффективность.
1. 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.
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.
1.1 Этап классификации инженерной деятельности
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.
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.
К началу XX века инженерная деятельность представляет собой сложный комплекс различных видов деятельности (изобретательская, конструкторская, проектировочная, технологическая), она обслуживает разнообразные сферы техники (машиностроение, электротехнику, химическую технологию).
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.
В условиях развитой технической науки изобретение основывается на тщательных инженерных исследованиях и сопровождается ими, возникает и необходимость его специальной проектно-конструкторской подготовки.
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.
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.
1.2Этап специализации в инженерной деятельности
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.
Системотехническая деятельность представляет собой комплексный вид деятельности, включающий большое число исполнителей и функций, поэтому возникает необходимость в ее организации.
1.3 Этап социотехнического проектирования
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 характеризуется гуманитаризацией. Оно становится источником формирования проектной тематики, вступая в сферу культурно-исторической деятельности. Кроме того, оно делает себя объектом проектирования, вырабатывая нормы и предписания для проектных процедур и знания об этих процедурах (метапроектирование). Социотехническое проектирование осуществляется без прототипов, оно ориентировано на реализации идеалов (теоретических, методологических и общекультурных). В роли проектировщиков стали выступать и ученые (кибернетики, психологи, социологи). Проектирование тесно переплелось с планированием, управлением, программированием, прогнозированием и организационной деятельностью, однако на первом плане остаются конструктивные задачи, подчиняя себе все остальные. Стремительно развиваются все новые виды социотехнического проектирования: градостроительное, эргономическое, дизайн систем (художественное конструирование), оргпроектирование.
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.
2.Виды инженерной деятельности
Виды инженерной деятельности определяются ее местом и ролью в конкретной системе трудовой деятельности. На первых этапах своего профессионального развития инженерная деятельность была ориентирована на применение знаний естественных наук (главным образом, физики), а также математики на производстве, и включала в себя изобретательство, конструирование опытного образца и разработкутехнологииизготовления новой технической системы. Инженерная деятельность, первоначально выполняемая изобретателями, конструкторами и технологами, была тесно связана с технической деятельностью (ее выполняют на производстве техники, мастера и рабочие), которая становится исполнительской по отношению к инженерной деятельности. Однако с течением времени структура инженерной деятельности усложняется.
В настоящее время в рамках инженерной деятельности четко выделяются:
2.1) Инженерно-исследовательская деятельность.
2.2) Инженерно-конструкторская деятельность.
Представляет собой деятельность, направленную на разработку конструкции технической системы, которая затем материализуется в процессе его изготовления на производстве. Конструкция технической системы представляет собой определенным образом связанные стандартные элементы, выпускаемые промышленностью или изобретенные заново, и является общей для целого класса изделий производства. Конструирование тесно связано с изобретательской деятельностью, возникшей еще в ранние времена развития технической деятельности. Изобретательская деятельность направлена на создание на основании научных знаний и технических изобретений новых принципов действия, способов реализации этих принципов, конструкции технических систем или отдельных их компонентов. На первых этапах становления инженерной деятельности изобретательство опиралось на эмпирический уровень знания. В условиях развитой технической науки всякое изобретение основывается на тщательных инженерных исследованиях и сопровождается ими. С развитием массового производства для того, чтобы изобретение попало в промышленность, возникает необходимость его специальной конструкторской подготовки. Инженерное конструирование определяет форму технического объекта. Технический объект (артефакт) может выполнять свое функциональное назначение, обладая определенной формой, учитывающей не только природные законы его функционирования, но и социально-технические требования, нормы, правила. К таким требованиям относятся габаритные размеры, вес, стандартные входы и выходы, энергетические характеристики, условия работы, правила безопасности и т.д. Эти требования в совокупности с принципом действия артефакта определяют его форму, конструкцию.
2.3) Инженерно-проектная деятельность.
Представляет собой деятельность, направленную на формирование связей отдельных элементов технических систем. В качестве данных элементов здесь выступают конструктивно оформленные, законченные и уже готовые технические объекты, способные самостоятельно выполнять отдельные функции. К примеру, при проектировании систем управления такими элементами являются не разрозненные детали, а отдельные приборы, способные воспринять информацию и преобразовать ее в форму, удобную для передачи по линии связи в центр управления. Инженер-проектировщик абстрагируется от принципа действия элементов проектируемой системы, ограничиваясь лишь ее входными и выходными параметрами и конструктивными характеристиками. Он отвечает на вопрос: из чего состоит и как работает техническая система в целом?
2.4) Инженерно-технологическая деятельность.
Предполагает проектирование технологических процессов, выбор технологического оборудования, рациональную организацию взаимодействия людей и техники в процессе производства, повышение эффективности использования техники. Предметом инженерно-технологической деятельности является способ изготовления технического объекта. Функции инженера-технолога в данном случае заключаются в организации производства конкретного класса изделий (например, организация оптической, радиотехнической и электротехнической промышленности, строительство железных дорог, массового производства электроизмерительных приборов и т.д.) и разработке технологии изготовления определенной конструкции технической системы. Инженерам-технологам принадлежит ведущее место не только в структуре инженерной профессии, но и в производстве, использовании и воспроизводстве технического базиса общества. Инженеру-технологу принадлежат функции проектировщика, производственника и эксплуатационника. Указанные виды инженерной деятельности также имеют свою дифференциацию. В то же время зачастую крупные инженеры одновременно сочетают в себе и изобретателя, и конструктора, и технолога. Однако современное разделение труда в области инженерной деятельности неизбежно ведет к специализации инженеров, работающих преимущественно в сфере либо инженерного исследования, либо конструирования, либо проектирования или технологии изготовления технических систем.
3.Кризис инженерии и новая идея инженерии
3.1Оласти кризиса инженерии
Могущество инженерии подготавливает и ее кризис. Сегодня обозначились по меньшей мере, четыре области такого кризиса: поглощение инженерии нетрадиционным проектированием, поглощение инженерии технологией, осознание отрицательных последствий инженерной деятельности, кризис традиционной научно-инженерной картины мира.
Инженер все чаще берется за разработку процессов, не описанных в естественных и технических науках и, следовательно, не подлежащих расчету. Проектный фетишизм (все, что изображено в проекте, можно реализовать) разделяется сегодня не только проектировщиками, но и многими инженерами. Проектный подход в инженерии привел к резкому расширению области процессов и изменений, не подлежащих расчету, не описанных в естественной или технической науке. Эта область содержит процессы трех видов: влияние на природные процессы (например, загрязнение воздушной среды, изменение почвы, разрушение озонового слоя, тепловые выбросы и т.п.), трансформация деятельности и других искусственных компонентов и систем (например, инфраструктурные изменения) и воздействие на человека и общество в целом (например, влияние транспорта или ЭВМ на образ жизни, сознание, поведение человека).
С развитием технологии происходит кардинальное изменение механизмов и условий прогресса техники и технических знаний (дисциплин, наук). Главным становится не установление связи между природными процессами и техническими элементами (как в изобретательской деятельности) и не разработка и расчет основных процессов и конструкций создаваемого инженерами изделия (машин, механизмов, сооружений), а разнообразные комбинации уже сложившихся идеальных объектов техники, видов исследовательской, инженерной и проектной деятельности, технологических и изобретательских процессов, операций и принципов. Изобретательская деятельность и конструирование начинают обслуживать этот сложный процесс, определяемый не столько познанием процессов природы и возможностями использования знания в технике, сколько логикой внутреннего развития технологии в ее широком понимании. Эту логику обусловливают и состояние самой техники, и характер технических знаний, и развитие инженерной деятельности (исследование, разработка, проектирование, изготовление, эксплуатация), и особенности различных социокультурных систем и процессов. Можно предположить, что технология в промышленно развитых странах постепенно становится той технической суперсистемой (техносферой), которая определяет развитие и формирование всех прочих технических систем и изделий, а также технических знаний и наук.
Важно обратить внимание на то, что, развиваясь в рамках технологии, инженерия все больше становится стихийной, неконтролируемой и во многом деструктивной силой. Постановка инженерных задач определяется теперь не столько необходимостью удовлетворить ближайшие человеческие желания и потребности (в энергии, механизмах, машинах, сооружениях), сколько имманентными возможностями становления техносферы и технологии, которые через социальные механизмы формируют соответствующие этим возможностям потребности, а затем и «техногенные» качества и ценности самих людей.
Отрицательные последствия инженерной деятельности вносят свой вклад в три основных вида кризиса: разрушение и изменение природы (экологический кризис), изменение и разрушение человека (антропологический кризис) и неконтролируемые изменения второй и третьей природы: деятельности, организаций, социальных инфраструктур (кризис развития).
Выяснилось, что человек и природа не успевают адаптироваться к стремительному развитию технической цивилизации. И раньше одни технические новшества и изменения влекли за собой другие. Например, развитие металлургии повлекло за собой создание шахт и рудников, новых заводов и дорог и тому подобное, сделало необходимым новые научные исследования и инженерные разработки. Однако до середины XIX в. эти трансформации и цепи изменений разворачивались с такой скоростью, что человек и отчасти природа успевали адаптироваться к ним (привыкнуть, создать компенсаторные механизмы и другие условия). В XX в. темп изменений резко возрос, цепи изменений почти мгновенно (с исторической точки зрения) распространялись на все стороны жизни. В результате отрицательные последствия научно-технического прогресса отчетливо проявились и стали проблемой.
Кризис традиционной научно-инженерной картины мира снова, но, естественно, уже на другом уровне, возвращает нас к негомогенному пониманию природы. Приходится различать «природу вообще» и «планетарную природу». В рамках планетарной природы уже не действует принцип независимости природы и человека от познания, инженерной деятельности и техники. Нужно сказать, что рождающийся в наше время новый образ планетарной природы непривычен. Это уже не простой объект деятельности человека, а, скорее, живой организм. Законы подобной природы не вечны, а обусловлены исторически и в культурном отношении. Само человеческое действие здесь (включая научное познание, инженерию и проектирование) есть орган эволюции природы. У эволюции есть цель и не одна. Природа не только условие человеческой деятельности и прогресса, но и их цель, а также своеобразное духовное существо. Она может чувствовать, отвечать человеку, ассимилировать его усилия и активность. Но как в этом случае быть с первой природой, со второй природой?
Пересматривается в наше время и понятие о потребностях, а также образ достойного существования человека. Поскольку потребности современного человека в значительной мере обусловлены научно-техническим прогрессом и этот же прогресс лишает человека его свободы, ставится вопрос о высвобождении человека из-под власти техники, о том, что он должен пересмотреть свое отношение и к технике, и к природе.
3.2 Особенности новой идеи инженерии
Сегодня приходится пересматривать все основные составляющие традиционной научно-инженерной картины мира, включая саму идею инженерии. В частности, в эту идею входит и представление о том, что все проблемы, порождаемые научно-техническим прогрессом, можно решить опять же научно-инженерным, рациональным способом. Вряд ли это так. Нужно учесть, что в социуме деятельности принадлежат различным культурным подсистемам и в этом плане подчиняются логике их жизни, в частности, ценностным отношениям. Особенностью же жизни культурных подсистем, в отличие от рационально организованной деятельности, является взаимодействие, борьба разноориентированных, иногда противоположных сил и ценностей. В этом плане реализация отдельных актов деятельности, не учитывающая бытие других деятельностей, может не только не приводить к нужным результатам, но и давать результаты, противоположные ожидаемым.
Кризис инженерной идеи и заставляет искать новые, альтернативные подходы. Обычно техническая мысль идет здесь в направлении создания малоотходных производств, новых дружественных человеку технологий (ЭВМ, чистые в экологическом отношении источники энергии, изделия и машины из нетрадиционных материалов и т.д.), производств с замкнутыми циклами, более широкое развитие биотехнологий и т.п. Политическая мысль ищет выход в разработке системы коллективной ответственности и ограничений (например, отказ от производства веществ, разрушающих озоновый слой, снижение выброса в атмосферу тепла и вредных химических веществ и т.д.). И то, и другое, конечно, необходимо. Но есть еще один путь: критическое переосмысление самих идей, лежащих в основании нашей технической цивилизации, прежде всего идеи естественной науки и инженерии.
Все, что можно рассчитать и прогнозировать, нужно считать и прогнозировать; следует сводить к минимуму отрицательные последствия инженерной деятельности. Необходимо работать над минимизацией потребностей и их разумным развитием. Нужно отказаться от инженерных действий (проектов), эффект и последствия которых невозможно точно определить, но которые, однако, могут вести к экономическим или антропологическим катастрофам. Важно сменить традиционную научно-инженерную картину мира, заменив ее новыми представлениями относительно природы, техники, способов решения задач, достойном существовании человека, науки.
4. Концепции компьютеризации инженерной деятельности
Итак, для достижения максимально возможного сокращения трудоемкости проектирования системы компьютеризации инженерной деятельности должны быть интеллектуальными. Интеллектуализация? это одна из трех основных концепций развития систем в XXI веке. В концептуальном плане можно провести полезную аналогию между строительством и автоматизацией проектирования. Трудоемкость и себестоимость строительства зависят от используемых строительных материалов. Этими материалами могут быть бетон, кирпич, блоки, панели и целые строительные модули, например оснащенные туалетные и ванные комнаты. Чем крупнее элемент, тем быстрее и дешевле строительство, но меньше простора для архитектурного и дизайнерского творчества. При использовании бетона неделимым элементом является песчинка. Поэтому из бетона можно получать строения с причудливой скульптурной формой. Однако процесс этот весьма трудоемок. В СКИД такими песчинками являются геометрические элементы: точки, прямые, окружности, поверхности и т.д. До уровня таких элементов приходится опускаться, когда у нас нет инженерных знаний по синтезу более крупных конструктивных элементов.Архитектурно-строительные возможности кирпича меньше, чем у бетона, однако он позволяет создавать великолепные дворцы с удовлетворительной трудоемкостью. В автоматизированном проектировании аналогом кирпичей являются функциональные (концептуальные) элементы деталей, информация о которых содержится в конструкторских справочниках. Эти элементы делятся на три класса: конструкторские, технологические и информационные. К числу конструкторских относятся элементы рабочие, присоединительные и промежуточные.Функции рабочих элементов заключаются в обеспечении взаимодействия изделия со средой. Присоединительные элементы необходимы для формирования сборочных единиц. Промежуточные элементы обеспечивают целостность, прочность, жесткость, гладкость поверхностей и уменьшение массы деталей.Технологические элементы деталей необходимы для обеспечения базирования их в процессе обработки, а также для выхода инструмента в конце прохода обработки и облегчения сборки изделий.Последний класс функциональных элементов деталей составляют информационные (таблички, надписи, указатели), предназначенные для обеспечения человека необходимой информацией. Функциональные элементы деталей в совокупности со знаниями о технологии их изготовления формируют конструкторско-технологические модули, необходимые для автоматизированной генерации технологических процессов.