Зарождение и эволюция инженерной деятельности

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.