Инженерной деятельности

Проблема возникновения и становления инженерии как профессии является довольно сложной, существуют несколько точек зрения на время появления профессии «инженер». Одни исследователи говорят уже об инженерах Древнего мира и называют в качестве первого из них Архимеда, другие – считают, что правомерно говорить об инженерной профессии лишь с эпохи Возрождения (ХIV – ХVI вв.), третьи – полагают, что об этом можно говорить только с ХVII или ХVIII вв.

Заметим, что современный человек склонен реконструировать и модернизировать явления прошлого, оценивая их мерками сегодняшнего дня.

Для того чтобы разобраться в данной сложной проблеме, необходимо сказать о том, что понимается под профессией вообще и, следовательно, какие признаки следует отыскать в истории, чтобы уверенно заявить – с этого времени конкретное занятие получило статус профессии.

В Большой Советской Энциклопедии читаем: «Профессия (лат. professio - официально указанное занятие, специальность, от profiteer – объявляю своим делом), род трудовой деятельности (занятий) человека, владеющего комплексом спец. теоретич. знаний и практич. навыков, приобретенных в результате спец. подготовки, опыта работы. Профессиональная деятельность обычно является источником дохода» [13,с.155].

Как видим, здесь у профессии выделяются такие признаки, как определенный род трудовой деятельности (занятий) человека, необходимые для этого знания, навыки и опыт работы, источник дохода от этого рода занятий.

О.В.Крыштановская, специально изучающая проблемы становления и развития профессиональной группы инженеров, справедливо пишет о том, что становление и развитие профессии можно было бы представить в виде следующих сменяющих друг друга этапов: а) выделение определённой совокупности трудовых функций и её закрепление за группой людей; б) обособление, включение в товарные отношения; в) социализация группы, приобретение ею особых черт социального облика и специфических общественных интересов; социально-классовая идентификация [42,с. 16-17].

Для возникновения той или иной профессии требуются ещё её институциализация, общественное признание и особая организация. Институциализация профессии заключается в организации совместной деятельности совокупности лиц, учреждений, материальных средств, обеспечивающей определенную общественную потребность посредством функционирования системы взаимосогласованных норм, ценностей и стандартов поведения.

Таким образом, говорить о возникновении профессии можно лишь в том случае, когда она становится общественной потребностью, результатом общественного разделения труда, функцией инженерных кадров, деятельность которых институционально закреплена и обеспечивается соответствующей образовательной подготовкой и воспроизводством этих кадров.

В.Г.Горохов резонно замечает: «Инженерная деятельность возникает, когда изготовление орудий уже не может основываться только на традиции, ловкости рук, смекалке. А требует ориентации на науку, целенаправленное использование для этого научных знаний и методов» [22,с.8].

По-видимому, инженерная профессия начала формироваться всё же в эпоху Возрождения. Первые инженеры формировались из среды учёных, обратившихся к технике, или ремесленников – самоучек, приобщившихся к науке. Первые инженеры – это одновременно художники, архитекторы, консультанты, инженеры по фортификационным системам, артиллерии и гражданскому строительству, алхимики и врачи, математики и изобретатели.

В эпоху Возрождения появляется и первая техническая литература нового типа: энциклопедии технического знания, трактаты и инженерно-художественные размышления. Кроме того, меняется отношение к изобретательству, повышается социальный статус технического специалиста, архитектора.

Завершающий этап становления инженерной профессии связан с эпохой машинного производства и постоянного использования в нём научных знаний.

ХVII, ХVIII века характеризуются «цепной реакцией» технических и инженерных изобретений. Д.Папен изобрёл паровой котёл, предложил конструкцию центробежного насоса, изобрёл несколько машин для подъёма воды, сконструировал печь для плавки стекла и т.д. Р.А.Реомюр изобрёл спиртовой термометр, А.Г.Белл создал телеграф и телефон, Р.Дизель изобрёл двигатель внутреннего сгорания, Н.И.Кибальчич впервые предложил создать совершенно новый ракетодинамический аппарат, прообраз современных пилотируемых ракет, предложил управлять ракетой путём изменения наклона двигателя, разработал систему устойчивости аппарата, И.П.Кулибин разработал несколько проектов 300-метрового арочного моста через Неву с деревянными решётчатыми фермами, построил и испытал большую модель такого моста, впервые в практике мостостроения показав возможность моделирования мостовых конструкций, изобрёл фонарь-прожектор, речное «машинное» судно с вододействующим двигателем и др., И.И.Ползунов изобрёл паровой котёл и др. Этот перечень можно продолжать и продолжать.

Большое значение для инженерного дела имело образование в 1660 г. в Лондоне Королевского научного общества, а в 1666 г. Французской академии наук, а также возникновение школ прикладных наук, получивших наибольшее распространение во Франции. В этих условиях появились инженеры-профессионалы, имеющие формальные удостоверения своей компетентности и стремящиеся защищать свои профессиональные права и привилегии.

В 1771 году в Англии возникла профессиональная инженерная ассоциация, где инженеры получили возможность обмениваться научно-технической информацией. В 1818 году молодые специалисты образовали свой институт гражданских инженеров, где они могли уже не только обмениваться информацией, но и получать необходимую помощь в приобретении инженерных знаний, что способствовало повышению их профессионального уровня.

В ХVIII – ХIХ вв. в Европе и Америке возникают инженерные сообщества, ассоциации со своей иерархической структурой, в которую входят студенты (те, кто намеревается добиваться знания и полного членства в обществе), бакалавры (те, кто сдал экзамен данного института, но не имеет ещё достаточного практического опыта), член ассоциации с правом полного голоса (отработавший положенное число лет), полноправный член ассоциации (обладающий большим опытом, авторитетом и установившейся репутацией).

Профессиональные сообщества инженеров выполняют следующие основные функции:

1) исследовательскую – поощряют научно-технические исследования и инженерные разработки;

2) образовательную – стимулируют исследования интересующей их проблематики в школах и вузах, составляют программы курсов, имеют представительство в руководстве университетов или институтов и т.п.;

3) квалификационную – присваивают звание инженера практикам, выдают «квалификационные листы» прошедшим курс обучения и сдавшим экзамены данной ассоциации [42, с.51-52].

В ХVIII в. были созданы первые учебные заведения для подготовки инженеров в Дании, Франции, Германии, Австрии и др. В России при Петре I были основаны: Пушкарская школа (1699 г.), школа математико-навигационных наук (1701 г.).

Инженеры имели высокий социальный статус, обладали развитым профессиональным самосознанием, хорошо понимали свое место и роль в обществе, в развитии материально производства и обеспечении научно-технического прогресса, привлекательными выглядели и характер их труда, и высокий заработок.

Таким образом, строго говоря, инженерная профессия окончательно сформировалась в ХVIII – ХIХ веках. А поэтому предшествующий этому времени период правомерно и точнее характеризовать как предынженерный, эмпирический и доинституциональный период в становлении инженерного дела.

С развитием инженерной профессии связано возникновение концепций техницизма и технократизма, а также механистической картины мира.

Большинство исследователей инженерии полагают, что в развитии инженерной деятельности и проектировании существуют три основных этапа:

1) классическая инженерная деятельность;

2) системотехническая деятельность;

3) социотехническое, гуманитарное проектирование.

Классическая инженерная деятельность включает в себя изобретательство, конструирование и организацию изготовления (производство) технических средств, а также инженерное исследование и проектирование.

Считается, что проектирование как особый вид инженерной деятельности сформировался в начале ХХ столетия, оно было связано первоначально с деятельностью чертежников, необходимостью точного графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производство. Однако постепенно эта деятельность связывается с научно-техническими расчётами, чертежами основных параметров будущего технического устройства, его предварительным исследованием.

В инженерном проектировании следует различать «внутреннее» и «внешнее» проектирование. Первое связано с созданием рабочих чертежей (технического и рабочего проектов), которые служат основными документами для изготовления технической системы на производстве; второе – направлено на разработку общей идеи системы, её исследование с помощью теоретических средств, разработанных в соответствующей технической науке.

Проектирование следует отличать от конструирования. Для проектировочной деятельности исходным является социальный заказ, т.е. потребность в создании определенных объектов, вызванная либо «разрывами» в практике их изготовления, либо конкуренцией, либо потребностями развивающейся социальной практики (например, необходимостью упорядоточения движения транспорта в связи с ростом городов) и т.п. Продукт проектировочной деятельности в отличие от конструкторской выражается в особой знаковой форме – в виде текстов, таблиц, чертежей, графиков, расчётов, моделей в памяти ЭВМ и т.д. Результат конструкторской деятельности должен быть обязательно материализован в виде опытного образца, с помощью которого уточняются расчёты, приводимые в проекте, и конструктивно-технические характеристики проектируемой технической системы.

Системотехническая деятельность. Во второй половине ХХ века изменяется не только объект инженерной деятельности (вместо отдельного технического устройства, механизма, машины и т.п. объектом исследования и проектирования становится сложная человеко-машинная система), но изменяется и сама инженерная деятельность, которая стала весьма сложной, требующей организации и управления. Другими словами, наряду с прогрессирующей дифференциацией инженерной деятельности по различным её отраслям и видам, нарастает процесс её интеграции. А для осуществления такой интеграции требуются особые специалисты – инженеры – системотехники.

Системное проектирование включает в себя три основных этапа:

1) этап разработки системы;

2) описание последовательности фаз и операций системотехнической деятельности;

3) этап разработки системы.

В системотехнической деятельности можно выделить такие фазы, как изучение осуществимости, предварительное проектирование, детальное проектирование, а также такие операции, как подготовка технического задания, изготовление, внедрение, эксплуатация и оценка технического устройства.

Социотехническое проектирование. Его цель и задача – не просто создание технического устройства, механизма, машин и т.п., а обеспечение их нормального функционирования в обществе. Здесь главное внимание должно уделяться не машинам, компьютерам, а человеку и его деятельности, её социальным и психологическим аспектам, новой технике и технологии, что предполагает определенную гуманитарную диагностику и экспертизу. Так, например, дизайн, будучи комплексной междисциплинарной проектно-художественной деятельностью, интегрирует в себе элементы естественно-научных, технических и социально-гуманитарных знаний, инженерного проектирования, конструирования и художественно-эстетического мышления. Главная цель дизайна – создание предметного мира, гуманистически и эстетически оцениваемого как «человеческий», «соразмерный», «гармоничный» и «целостный»; здесь дизайнер выполняет сразу несколько профессиональных функций:

1) выступает как исследователь, действует в соответствии с нормами научно-технической деятельности;

2) выполняет функцию инженера-проектировщика и методиста, рассматривает продукт своей деятельности как проект;

3) является художником, который наследует и эстетически преобразует достижения предшествующей художественной культуры с целью создания нового произведения искусства.

Эта многоликость ролей дизайнера фактически стирает грани между исследованием и проектированием, получением знаний и их использованием.

Из приведённого примера видно, что социотехническое проектирование существенно отличается не только от традиционной инженерной, но и системотехнической деятельности.

Социотехническая установка социального проектирования оказывает заметное влияние на все виды инженерной деятельности, ведет к признанию необходимости социальной, гуманистической, эстетической оценки техники, что существенно повышает меру социальной ответственности инженера за результаты своего труда и их последствия.

Возникновение инженерной деятельности как одного из важнейших видов трудовой деятельности связано с появлением мануфактурного и машинного производства.

В средние века инженерная деятельность в современном понимании ещё не существовала, а была, скорее, техническая деятельность, органически связанная с ремесленной организацией производства.

Как профессия инженерная деятельность связана с регулярным применением научных знаний в технической практике. Она формируется, начиная с эпохи Возрождения. На первых порах ценностные ориентации этой деятельности ещё тесно связаны с ценностями ремесленной технической практики (например, непосредственный контакт с потребителем, ученичество в процессе осуществления самой этой деятельности и т.п.). Ориентация на применение науки, хотя и начинает выдвигаться на первый план, но в неявном виде, а пока лишь как предельная установка.

Именно в эпоху Возрождения появляются первые импровизированные инженеры. Они формируются в среде ученых, обратившихся в технике, или ремесленников-самоучек, обратившихся к науке. Решая технические задачи, первые инженеры и изобретатели обращаются за помощью к математике и механике, из которых заимствуют знания и методы для проведения инженерных расчетов. Первые инженеры – это одновременно художники-архитекторы, консультанты-инженеры по фортификационным сооружениям, артиллерии и гражданскому строительству, алхимии и врачи, математики, естествоиспытатели и изобретатели. Таковые, например. Леон Батиста Альберти, Леонардо да Винчи, Никколо Тарталья, Джироламо Кардано, Джон Непер и другие.

В эпоху Возрождения Фрэнсис Бэкон выдвинул знаменитое положение: «Знание – сила», обладателем этого знания был инженер. Насколько высоко ценилось такое знание видно на примере истории жизни рядового флорентийского инженера Чеки. Выходец из ремесленной среды (цеха столяров, изготовлявших для архитекторов деревянные модели сооружений, строительные леса и подъемные сооружения), он был взят флорентийской коммуной на постоянный оклад в качестве городского инженера. В мирное время он ремонтировал крепости, занимался изобретением приспособлением для развлекательных аппаратов. В военное время он помог устроить искусный подкоп, с помощью которого была взята вражеская крепость. Во время выполнения одной из инженерных работ Чеки был убит из арбалета: для врага его изобретения были страшнее, чем наступление целого войска. Он был характерной фигурой для того времени. Хотя, возможно, не самым выдающимся инженером.

Как писал известный историк науки М.А. Гуковский в этот период инженеры были «выходцами и цехового ремесла, но все тянулись к науке, ощущая абсолютную необходимость её для надлежащей постановки своих технических работ». Можно сказать, что они уже ориентировались на научную картину мира, хотя ещё недостаточно опирались на науку в своей повседневной практике. «Вместо анонимных ремесленников все в большем количестве появляются техники-профессионалы, крупные технические индивидуальности, знаменитые далеко за пределами непосредственного места своей деятельности. Но быстрое и принципиально новое развитие техники требует и коренного изменения её структуры. Техника доходит до состояния, в котором дальнейшее продвижение её оказывается невозможным без насыщения её наукой. Повсеместно начинает ощущаться потребность в создании новой технической теории, в кодификации технических знаний и в подведении под них некоего общего теоретического базиса. Техника требует привлечения науки».

Двойственная ориентация инженера – с одной стороны, на научные исследования естественных, природных явлений, а с другой, - на производство, или воспроизводство своего замысла целенаправленной деятельностью человека-творца – заставляет его взглянуть на своё изделие иначе, чем это делают и ремесленник и ученый-естествоиспытатель. Если цель технической деятельности – непосредственно задать и организовать изготовление системы, то цель инженерной деятельности – сначала определить материальные условия и искусственные средства, влияющие на природу в нужном направлении, заставляющие её функционировать так, как это нужно для человека, и лишь потом на основе полученных знаний задать требования к этим условиям и средствам, а также указать способы и последовательность их обеспечения и изготовления. Инженер, таким образом, как и ученый-экспериментатор, оперирует с идеализированными представлениями о природных объектах. Однако первый из них использует эти знания и представления для создания технических систем, а второй создает экспериментальные устройства для обоснования и подтверждения данных представлений.

С развитием экспериментального естествознания, с превращением инженерно й профессии в массовую в ХУ11 – Х1х веках возникает необходимость систематического научного образования инженеров. Именно появление высших технических школ знаменует следующий важный этап в развитии инженерной деятельности. Одной из первых школ такого рода была Парижская политехническая школа, основанная в 1794 г., где сознательно ставился вопрос систематической научной подготовки будущих инженеров. Она стала образцом для организации высших технических учебных заведений, в том числе и в России. С самого начала эти учреждения стали выполнять не только учебные, но и исследовательские функции в сфере инженерной деятельности, чем способствовали развитию технических наук. Инженерное образование с тех пор играет существенную роль в развитии техники.

К началу ХХ столетия инженерная деятельность представляет собой сложный комплекс различных видов деятельности (изобретательская, конструкторская, проектировочная, технологическая и т.п.), и она обслуживает разнообразные сферы техники ()машиностроение, электротехнику, химическую технологию и т.д.). Сегодня один человек просто не сможет выполнить все разнообразные работы, необходимые для выпуска какого-либо сложного изделия, как это сделал в начале Х1Х века на одном из первых машиностроительных заводов его владелец Генри Модели. Сам он был механиком-самоучкой, одновременно и изобретателем. Он изобрел, в частности, суппорт токарного станка, причем сам же разрабатывал новую конструкцию изделия, технологическое оборудование и технологию для его изготовления. В конце Х1Х века в Лейпциге ещё существовал завод, на котором все инженерные работы (от замысла до рабочих чертежей) выполнял один человека – его владелец Р. Зак. На этом заводе не было ни технического бюро, ни чертежников. Однако, в уже в тех времена такая «многосторонняя» деятельность представлялась курьезом.

Для современной инженерной деятельности характерна глубокая дифференциация по различным отраслям и функциям, которая привела к разделению её на целый ряд взаимосвязанных видов деятельности и выполняющих их кооперантов. Такая дифференциация стала возможной, однако, далеко не сразу. Сложная кооперация различных видов инженерной деятельности складывалась постепенно. На первых порах своего профессионального развития инженерная деятельность была ориентирована на применение знаний естественных наук (главным образом, физики), а также математики, включала в себя изобретательство, конструирование опытного образца и разработку технологии изготовления новой технической системы. Инженерная деятельность, первоначально выполняемая изобретателями, конструкторами и технологами, тесно связана с технической деятельностью (её выполняют на производстве техники, мастера и рабочие), которая становится исполнительской по отношению к инженерной деятельности. Связь между этими двумя видами деятельности осуществляется с помощью чертежей. Изготовлявшие их чертежники назывались в России «учеными рисовальщиками». Для подготовки этих специалистов для заводов и предназначалось основанное в 1825 г. «Строгановское училище технического рисования».

С течение времени структура инженерной деятельности усложнялась. Классическая инженерная деятельность включала в себя изобретательство, конструирование и организацию изготовления (производства) технических систем, а также инженерные исследования и проектирование.

Изобретательская деятельность, основываясь на научных знаниях и технических изобретениях, состоит в создании новых принципов действия, способов реализации этих принципов, конструкции технических систем или отдельных их компонентов. Сложность в изготовлении, конструировании и техническом обслуживании, а также необходимость создания технических систем, компоненты которых принципиально отличны от существующих, стимулируют производство особого продукта, объективированного в виде патентов, авторских свидетельств, изобретений и т.д. Изобретения имеют, как правило, широкую сферу применения, выходящую за пределы единичного акта инженерной деятельности и используются в качестве исходного материала при конструировании и изготовлении технических систем.

Образцы изобретательской деятельности продемонстрировали многие ученые-естествоиспытатели, совершенствуя конструкцию экспериментальной техники, разрабатывая и проводя новые эксперименты. Например, Гук изобрел микроскоп, Герц – новую аппаратуру для регистрации и получения электромагнитных волн. Гюйгенс придумал конструкцию часов, которая осуществляла движение центра тяжести маятника по циклоиде – так, чтобы время его качания не зависело от величины размаха. Ньютон изобрел телескоп совершенно новой конструкции. Для создания отражательного телескопа Ньютон придумал способ полировки металлической поверхности, занялся поисками и нашел подходящие сплавы для зеркала. Всю свою жизнь уделял большое внимание конструкторско-изобретательскому творчеству Альберт Эйнштейн. Его можно считать одним из изобретателей магнитодинамического насоса для перекачки жидких металлов, холодильных машин, гигроскопических компасов, автоматической фотокамеры, электрометров, слухового аппарата. На счету у Эйнштейна было около двадцати оригинальные патентов. Для многих инженеров-практиков изобретательство было не побочной, а основной или даже единственной деятельностью.

Лишь на первых этапах становления инженерной деятельности изобретательство опирается на эмпирический уровень знания. В условиях развитой технической науки всякое изобретательство основывается на тщательных инженерных исследованиях и сопровождается ими.

С развитием массового производства для того, чтобы изобретение попало в промышленность, возникает необходимость его специальной проектно-конструкторской подготовки. Конструирование представляет собой разработку конструкции технической системы, которая затем материализуется в процессе его изготовления на производстве. Конструкция технической системы представляет собой совокупность определенным образом связанных стандартных элементов, выпускаемых промышленностью или изобретенных заново, и, таким образом, является общей для целого класса изделий производства.

Исходным материалом деятельности изготовления являются материальные ресурсы, из которых создается изделие. Эта деятельность связана с монтажом уже готовых элементом конструкции и с параллельным изготовлением новых элементов. Функции инженера в данном случае заключаются в организации производства конкретного класса изделий (например, организация оптической, радиотехнической и электротехнической промышленности, строительство железных дорог, массового производства определенной конструкции технической системы.

Часто крупные инженеры одновременно сочетают в себе и изобретателя, и конструктора, и организатора производства. Однако современное разделение труда в области инженерной деятельности неизбежно ведет к специализации инженеров, работающих преимущественно в сфере либо инженерного исследования, либо конструирования, либо организации производства и технологии изготовления технических систем.

Инженерные исследования, в отличие от теоретических исследований в технических науках, непосредственно вплетены в инженерную деятельность. Они осуществляются в сравнительно короткие сроки и включают в себя предпроективное обследование 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. Именно такого рода инженерные исследования осуществляются крупными специалистами в области конкретных технических наук, когда они выступают в качестве экспертов при разработке сложных технических проектов.

В процессе функционирования и развития инженерной деятельности в ней происходит накопление конструктивно-технических и технологических знаний, которые представляют собой эвристические методы и приемы, разработанные в самой инженерной практике. В процессе развития инженерной деятельности эти знания становится предметом обобщения в науке. Первоначально вся инженерная деятельность была ориентирована на использование лишь естественнонаучных знаний. Поэтому в естественных науках формируются особые разделы, ориентированные на обслуживание инженерной практики. Появляются специалисты в области прикладных исследований и технических наук, задача которых состояла в обслуживании инженерной деятельности.

В настоящее время существует множество областей технической науки, относящихся к различным сферам инженерной деятельности. Для этого в технических науках развиты особые теоретические принципы, построены специфические идеальные объекты, разработан оригинальный математический и понятийный аппарат. С развитием технических наук изменилась и сама инженерная деятельность. В ней постепенно выделились новые направления, тесно связанные с научной деятельностью, но не сводимые к ней, а именно проработка общей идеи, замысла, создаваемой системы, изделия, сооружения, устройства. Прежде всего – проектирование.

Задание для отработки практических навыков. Охарактеризуйте специфику инженерных исследований в сфере, которой Вы занимаетесь.

Самостоятельная работа магистрантов по усвоению материала темы:

Ø Ответ на вопросы, находящихся в методических рекомендациях по усвоению материалов.

Ø Выполнение заданий, предусмотренных на практических занятиях, или подготовка к ним.

Ø Пересмотр и дополнительное прочтение конспекта лекций для подготовки к соответствующим зачетным вопросам.