Инженерная деятельность. «Особенности инженерной деятельности и роль инженера в современном мире Виды инженерной деятельности
1.2 Материал изделия
Описание материала изделия
Полимеры - высокомолекулярные соединения, макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев. В начале XX века полимеры были выделены в самостоятельную группу веществ. Выделение произошло, когда появилась реальная возможность получать их химическим путем. Первоначально синтетические вещества использовались как заменители известных природных полимеров: древесины, каучука, шелка. Развитие промышленности в последние десятилетия привело к появлению широкого спектра совершенно новых веществ - пластмасс и эластомеров, многие из которых имеют свойства, отличные от свойств любых полимеров. Материалы на основе полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формироваться и затем устойчиво сохранять (в результате охлаждения или отверждения) приданную им форму, широко используются для производства труб и соединительных деталей. Помимо полимера, пластмассы содержат добавки, улучшающие их технологические и эксплуатационные свойства.
По типу полимерных соединений пластмассу можно разделить на термопластичную и термореактивную (термопласты и реактопласты).
К первой группе термопластов можно отнести пластмассу, которая при нагревании переходит в пластическое состояние. Ее могут перерабатывать двумя методами:методом литья под давлением (в соединительные и фасонные детали) и методом экструзии (в трубы).
К первой группе (термопластам) - нашедшим наибольшее применение для изготовления пластмассовых трубопроводов, относятся следующие пластмассы:
Полиэтилены, получаемые при высоком, среднем и низком давлениях, и их сополимеры с другими полиолефинами, а также радиационно или химически сшитый полиэтилен;
Полипропилены (гомополимер, блоксополимер, рандом сополимер);
Полибутен;
Поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид;
Фторполимеры.
Во вторую группу (реактопласты) входят пластмассы, которые в процессе формирования в изделие отвердевают итеряют способность к повторному формованию. В основном реактопласты не применяются в чистом виде. Они используются в качестве компонентов композитных материалов в сочетании с углеродными, стеклянными, полимерными и другими волокнами. Эпоксидная и полиэфирная смола являются самыми используемыми отвердевающими полимерными материалами.
Основным сырьем для получения пластмасс являются нефть или природный газ. Основным же химическим элементом, входящим в состав всех синтетических пластических материалов, является углерод. В состав пластмасс входят также другие элементы: водород, кислород, азот, хлор, сера.
На базе относительно простого вещества – этилена, состоящего из двух атомов углерода и четырех атомов водорода, осуществляется получение гораздо более сложного химического вещества - полиэтилена.
СН 2 = СН 2
- этилен
В ходе полимеризации молекулы этилена преобразуются в молекулы полиэтилена рис. 1.1.
А. До полимеризации:
Б. После полимеризации:
Рис. 1.1. Молекула полиэтилена.
Таким образом, полиэтилен состоит из больших молекул, представляющих собой длинные углеводородные цепочки, которые могут быть простыми или разветвленными рис. 1.2. .
Разветвленные цепочки
Рис. 1.2. Цепочки молекул полиэтилена
В зависимости от степени разветвленности получают пластические массы с различными характеристиками.
При химической модификации термопластичного полимера создаются поперечные связи между цепочками - так называемая сшивка. Различают три основных метода сшивки полиэтилена: радиационный (РЕХ-с), перекисный (РЕХ-а) и силанольный (РЕХ-b).
Преимущества силанольного метода сшивки:
Возможность использования существующего экструзионного оборудования;
Отсутствие ограничений по диаметру трубы;
Возможность использования традиционных методов сварки, с последующей обработкой соединения.
Силанольная сшивка протекает по следующему механизму: следовые количества воды диффундируют в силансодержащую полиэтиленовую матрицу, вызывая гидролиз и концентрацию силановых групп с образованием силоксановых поперечных связей между цепочками полиэтилена. Процесс ускоряется под воздействием тепла и наличии катализатора .
Из всего многообразия свойств полиэтилена особо можно выделить два: высокую химическую стойкость и неспособность вступать в электрохимические реакции, благодаря чему исключается возможность появления коррозии, присущей стали.
Свойства полиэтилена во многом определяются его плотностью. В российских и международных стандартах принята следующая классификация полиэтилена по группам плотности, г/см3:
1. ПНП и ПВД - полиэтилен низкой плотности и полиэтилен высокого давления - 0,910-0,925;
2. ПСП - ПНД - полиэтилен средней плотности и полиэтилен низкого давления - 0,926 - 0,940;
3. ПВП - ПНД - полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкого давления - 0,941-0,965.
Разветвленный полиэтилен с низкой плотностью можно получить путем полимеризацией при высоком давлении. Линейный полиэтилен получают путем полимеризацией при низком давлении различными методами: газофазный, растворный, суспензионный.Полиэтилен можно получить различной плотности за счет введения сополимеров. Плотность может составлять от 0,92 до 0,96 г/см3. Отечественные трубные марки полиэтилена низкого давления производятся газофазным методом с использованием в качестве сополимера бутена-1. Полиэтилен средней плотности может получиться только полимеризацией при низком давлении.
Внешне трубы из ПВД и ПНД ничем не отличаются. Если на трубы отсутствуют документы (маркировка или паспорт) то ПНД от ПВД довольно сложно отличить. Если имеются два отрезка трубы из ПНД и ПВД одного наружного диаметра с одинаковой толщиной стенки, то при положении равных нагрузок трубы из ПНД сплющиваются в меньшей степени. Трубы из ПНД более твердые, чем трубы из ПВД.
Высокая прочность и монолитность соединения можно получить только путем сварочных работ изделий из одинаковой пластмассы. Трубы из полипропилена, полиэтилена или полибутена, которые были сварены между собой, легко разрушаются при механических испытаниях и не образуют прочного соединения .
Полиэтилен чувствителен к ультрафиолетовым лучам и теплу. Под их воздействием изменяются его цвет и механические характеристики, т.е. он становится более твердым и хрупким. Эти изменения происходят не сразу и становятся заметными только после года хранения труб на открытом воздухе, на солнце и в неблагоприятных климатических условиях. Так как трубы укладываются в траншеи, то опасность климатического старения становится минимальной.
При температурном воздействии полиэтилен становится более «эластичным», т.е. более легко поддающимся деформированию при механических усилиях.
Температура плавления, при которой полиэтилен превращается в пастообразную массу - 130°С.
Температура размягчения 120°С.
Температура хрупкости минус 70°С .
Определение предела текучести является довольно важным, т.к. оно указывает на тот предел, по достижении которого пластическая масса испытывает необратимые изменения, при этом относительное удлинение составляет 16 %.
Разрыв наступает при нагрузке в 32 МПа, предел текучести - 22 МПа.
Удлинение может колебаться в пределах от 800 до 1000 % при скорости от 50 до 100 мм/мин при температуре 20 °С. Величина удлинения непостоянна и зависит от скорости растяжения и температуры.
Коэффициент расширения полиэтилена в десять раз превышает соответствующий коэффициент стали. Коэффициент линейного расширения полиэтилена равен 0,15 - 0,20, тогда как у стали - 0,011 мм/м°С. Это следует учитывать при прокладке трубопроводов из полиэтиленовых труб и соблюдать меры предосторожности .
Полиэтилен не является абсолютно герметичным против диффузионной проницаемости, которая увеличивается с повышением температуры. Однако проницаемость полиэтилена чрезвычайно мала и равняется 0,6 м3 на один километр в течение года.
Трубы из полиэтилена обладают химической стойкостью к воздействию: 6,31%-ного водного раствора азотной кислоты; аммиака (газообразного, сухого, 100%-ного, чистого, водного, насыщенного на холоде); технически чистого ацетона; технически чистого бензина; винной кислоты; любого торгового вина; воды (дистиллированной, деминерализованной, обессоленной, минеральной, морской); солям калия; воздуха (сжатого, содержащего масло); солям меди; солям магния; отходящих газов, содержащих диоксид углерода; соляной кислоты; диоксида серы; ртути; сероводорода; серы; мочевины; мыльного раствора.
Не обладают химической стойкостью к воздействию: 40%-ного водного раствора азотной кислоты; брома; мазута; камфорному маслу; 100%-ного озона; сероуглерода; технической жидкой двуокиси серы; хлора и хлористых соединений; царской водки.
Выбор труб
При обозначении труб из полиэтилена (ПЭ) обязательно должна указываться его плотность. На готовую продукцию наносится специальная маркировка, которая обозначает: ВП - высокая, СП - средняя, НП –низкая. Однако указание плотности не характеризует основной показатель, который был принят в международной системе стандартизации (СЕN и ISО) для соединительных деталей и идентификации труб. Он основан на прочности материала «Minimum Required Strengh» (МRS)– это минимальная длительная прочность. В соответствии с этим методом указывается давление, которое материал трубы может воспринимать без разрыва в течение 50 лет.
Стандартное размерное отношение SDR - это отношение номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки.
SDR определяется по определенным формулам. Выбор формулы зависит в первую очередь от материала трубы и рабочего давления среды:
1. для водопроводных труб SDR=2S+1
2. для газовых труб SDR=2MRS/MOP·C+1,
S - серия трубы, определяемая по формуле:
S = σ/MOP, где
σ - допускаемое напряжение в стенке трубы, равное МRS/С, МПа;
МОР - максимальное рабочее давление, МПа.
МRS - минимальная длительная прочность, МПа;
С – коэффициент запаса прочности: для водопровода - 1,25;
для трубопровода – имеет различное значение (от 2,5 до 2,8), в зависимости от местонахождения и максимального рабочего давления.
Формула для определения SDR газовых труб упрощена по сравнению с водопроводными, так как в ней отсутствует определение серии трубы S.
В табл. 3 приведены наружные диаметры напорных полиэтиленовых труб для трубопроводов различного назначения.
СВ строительстве с помощью полиэтиленовых труб прокладывают:
Подземные напорные водопроводные и канализационные трубопроводы;
Подземные самотечные трубопроводы для сточных, поверхностных и дренажных вод;
Защитные футляры электрических и телекоммуникационных кабелей при их подземной прокладке;
Водопропуски под дорогами;
Газопроводы;
Технологические трубопроводы в промышленности;
Подводные трубопроводы и водовыпускные трубопроводы .
Трубы для трубопроводов производятся по ГОСТ 18599-2001.
Данный стандарт распространяется на напорные трубы из полиэтилена, которые предназначены для трубопроводов, транспортирующих воду, в том числе для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Оптимальная температура при этом должна составлять от 0 до 40 С, а также другие газообразные и жидкие вещества.
Данный стандарт не распространяется на трубы для проведения транспортирования горючих газов и электромонтажных работ, которые предназначены в качестве топлива и сырья для и коммунально-бытового и промышленного использования.
К качеству продукции, которые обеспечивают ее безопасность для здоровья, жизни и имущества населения, охраны окружающей среды предъявляют особые требования. Такими требованиями являются:
Трубы изготовленные из полиэтилена минимальной длительной прочностью MRS 3,2; 6,3; 8,0; 10,0 МПа (ПЭ 32, ПЭ 63, ПЭ 80, ПЭ 100) по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.
Трубы для хозяйственно-питьевого водоснабжения изготовляют из полиэтилена марок, которые разрешены Министерством здравоохранения.
По согласованию с потребителем допускается изготовлять трубы технического назначения с использованием вторичного сырья той же марки, которое образуется при собственном производстве труб по настоящему стандарту.
Выбираем трубы из полиэтилена ПЭ100 диаметром 225 SDR11 и 160 SDR11технические по ГОСТ18599-2001 которые должны отвечать следующим требованиям:
Наружный диаметр х толщина стенки +Предельное отклонение:
160 х 14,6 мм;
225 х 20,5 мм.
Вид поверхности внешний:
Трубы должны иметь гладкие поверхности (наружную и внутреннюю). Допускаются волнистость и незначительные продольные полосы,которые не выводят толщину стенки трубы за пределы допускаемых отклонений. На внутренней, наружной, и торцевой поверхностях труб не допускаются трещины, раковины, пузыри и посторонние включения, которые видно невооруженным глазом без увеличительных приборов.
Относительное удлинение при разрыве, не менее 250%;
Изменение длины труб после прогрева, не более 3%;
Выбор и расчет максимального рабочего давления труб для транспортирования различных жидких и газообразных сред, кроме воды, к которым полиэтилен химически стоек, проводят на основе нормативных документов на монтаж и эксплуатацию соответствующих трубопроводов.
Для труб из полиэтилена ПЭ100 максимальное рабочее давление при температуре воды 20 °С равно 1,0 МПа.
Коэффициент снижения максимального рабочего давления при температуре транспортируемой по трубопроводу воды до 40 ºС на срок службы 50 лет.
Соединительные детали (фитинги)
Соединительные детали, предназначенные для соединения труб, изготовленных в соответствии с ГОСТ Р 50838-95* «Трубы из полиэтилена для трубопроводов». Данный ГОСТ распространяется на трубопроводы систем водоснабжения, канализации, технологических трубопроводов
ТУ 6-19-359-97 «Детали соединительные из полиэтилена для газопроводов» используются для производства деталей для соединения труб с использованием сварки нагретым инструментом встык, при строительстве подземных газопроводов, транспортирующих горючие газы, в системах промышленного и коммунально-бытового назначения».
Условное обозначение деталей состоит из наименования вида детали, материала (ПЭ100), номинальных наружных диаметров, размерного отношения (SDR 11), слова промышленная, обозначения ТУ.
1.4 Выбор способов сварки трубопровода
Сварка встык
Закрепление концов труб в зажимах центратора сварочной машины;
Механическая обработка концов труб с помощью торцевателя (она производится до тех пор, пока снимаемая с торцов стружка не станет сплошной, после чего стружка должна быть удалена из зоны сварки);
Проверка соосности и точности совпадения торцов труб по величине зазора между ними (величина зазораможет составлять 0,3-0,5 мм);
Оплавление и нагрев свариваемых поверхностей нагретым инструментом (оплавление торцов производится под давлением 0,2±0,02МПа до образования по всему периметру контакта валиков первичного грата, после чего давление снижается и происходит нагрев торцов. Давление при оплавлении в 10 раз больше, чем при нагреве);
Осадка стыка до образования сварного соединения (процесс происходит под плавным увеличением давления на оплавленные торцы, которое достигает значения 0,2±0,02 МПа и сохраняется до охлаждения сваренного стыка);
Демонтаж сварного соединения из зажимов центратора сварочной машины.
Температура нагретого инструмента в процессе сварки должна автоматически поддерживаться постоянной, величина ее, в зависимости от материала труб и температуры окружающего воздуха, может колебаться от 200 до 230 °С. В зависимости от материала и толщины стенки трубы, а также температуры окружающего воздуха продолжительность нагрева составляет от 50 до 360 секунд, давления осадки - от 3 до 16 секунд, а охлаждение сварного соединения - от 4 до 36 минут. Технологическая пауза (время, за которое необходимо удалить нагревательный инструмент из зоны сварки) зависит от толщины стенки трубы, и ее величина колеблется от 3 до 6 секунд (для труб диаметром свыше 315 мм -12 секунд). Технологический процесс сварки встык более прост по сравнению со сваркой враструб и легче поддается автоматизации.
Для этого были определены основные параметры сварки встык:
Продолжительность оплавления и нагрева;
Температура нагретого инструмента;
Давление нагретого инструмента на торцы при оплавлении и нагреве;
Давление на торцы при осадке;
Продолжительность технологической паузы;
Время охлаждения сваренного стыка под давлением осадки.
Если сварочная машина управляет и контролирует всеми вышеперечисленными параметрами, она считается машиной с высокой степенью автоматизации, если хотя бы один из параметров машиной не выполняется, то она относится к средней степени автоматизации. Те сварочные машины, в которых управление основными параметрами сварки осуществляется вручную, но контроль автоматизирован, относятся к ручным. Применить более простые термины - «автомат» и «полуавтомат» нельзя, потому, что начальный этап технологического процесса сварки встык не поддается автоматизации или чрезмерно ее усложняет. А именно: механическая обработка концов труб с помощью торцевателя; удаление стружки из зоны сварки; проверка соосности и точности совпадения торцов труб по величине зазора между ними. Все эти операции выполняются вручную. Некоторые производители сварочных машин высокой и средней степени автоматизации как дополнительную меру, обеспечивающую качество сварки, нормируют время нарастания давления осадки. Огромным преимуществом этих машин является наличие электронного устройства, позволяющего протоколировать весь процесс сварки, что позволяет практически исключить возможность субъективной оценки правильности проведения сварочного процесса.
Для сварки труб с соединительными деталями потребуется сварочная машина, в центраторе которой можно удалить тот или иной зажим, т.к. соединительные детали имеют разную конфигурацию. Концы труб и деталей центрируют по наружной поверхности таким образом, чтобы максимальная величина смещения наружных кромок не превышала 10% от толщины стенок труб и деталей. При сварке встык вылет концов труб из зажимов центраторов обычно составляет 15-30 мм, а привариваемых деталей не менее 5-15 мм. Сам процесс сварки аналогичен процессу сварки труб. Рекомендуется сварку соединительных деталей с трубами производить в условиях мастерских. При этом деталь приваривают к полиэтиленовому патрубку длиной не менее 0,8-1,0 м. Маркировка стыков (номер стыка и код оператора) производится несмываемым карандашом-маркером или клеймом на горячем расплаве грата через 20-40 секунд после окончания операции осадки в процессе охлаждения стыка.
Стыковую сварку используют и для изготовления соединительных деталей водопроводов и канализации, с так называемым «косым стыком». В этом случае центратор имеет подвижное основание или специальные зажимы, позволяющие производить сварку под углом. Таким образом можно сделать сварные колена, тройники, крестовины.
Сварка встык широко применяется для соединения труб мерной длины и больших диаметров при строительстве газопроводов, водопроводов, канализации и т.п. .
Сварка враструб
Сварка враструб основана на одновременном оплавлении при помощи наружной поверхности конца трубы с последующим сопряжением оплавленных поверхностей путем быстрого надвигания конца трубы в раструб и нагревательного инструмента внутренней поверхности раструба. (рис. 1.6). Нагревательный инструмент имеет сложную конфигурацию. При ней наружный диаметр дорна должен быть равным или несколько большим номинального внутреннего диаметра раструба, следовательно, внутренний диаметр гильзы должен быть равным или несколько меньшим минимального наружного диаметра трубы. Поэтому перед сваркой размеры свариваемых труб обязательно проверяются при помощи специального калибра. Если в процессе проверки были выявлены несоответствия, то концы труб доводятся до требуемых размеров. Делается это с помощью нагрева, расширения или механической обработки. Площадь сварки в раструбных соединениях значительно превышает площадь поперечного сечения трубы.
Технологический процесс проходит в следующей последовательности:
Подготовка концов труб (калибровка под размер нагретого инструмента, механическая и тепловая обработка до размеров калибра);
Нанесение метки на расстоянии от торца трубы, равном глубине раструба плюс 2 мм;
Сборка стыка (происходит установка и закрепление концов свариваемых труб или деталей в зажимах центрирующего приспособления;
Проверка соосности и разметка стыка (на конце трубы дальше глубины раструба и на наружной поверхности раструба);
Оплавление и нагрев свариваемых поверхностей нагретым инструментом;
Удаление нагретого инструмента из зоны сварки;
Осадка стыка до образования сварного соединения (продолжительность осадки в 3 раза больше продолжительности нагрева);
Охлаждение соединения;
В зависимости от материала труб, для обеспечения надежного оплавления поверхностей температура нагревательного инструмента меняется в пределах 300 - 260 °С. Также, в зависимости от материала и толщины стенки трубы, продолжительность нагрева составляет от 6 до 50 секунд, а охлаждение сварного соединения от 2 до 10 минут. Технологическая пауза (время, за которое необходимо удалить нагревательный инструмент из зоны сварки) не должна превышать 1 - 2 секунды. При применении приспособлений, обеспечивающих быстрое сопряжение деталей, сварка враструб допускается при минимальной температуре окружающего воздуха до минус 15 °С, в других случаях она не должна быть ниже 0 °С.
При соединении труб с муфтами рекомендуется сварку второго конца муфты производить после полного охлаждения первого. Ограничительный хомут используется для более точной центровки концов труб и деталей, а также создания дополнительного давления при сварке. Перед каждой сваркой рабочие поверхности нагревательного инструмента необходимо очистить от налипшего от предыдущей сварки материала.
Раструбные соединения не получили распространения для сварки ответственных трубопроводов из-за сложности проведения
подготовительных и сварочных работ, и, как следствие, возможности снижения качества их выполнения. .
Сварка при помощи деталей с закладными нагревателями
Сварку при помощи деталей с закладными нагревателями (ЗН) можно применять для соединения труб любого диаметра и длины, а также для приварки к трубопроводу седловых отводов, усиливающих муфт и прочих элементов. Особенно это эффективно для соединения длинномерных труб.
Сварка производится при температуре воздуха от минус 15 °С до плюс 35 °С. Суть технологического процесса сварки заключается в том, что встроенные в соединительную деталь закладные нагреватели (еще их называют проволочные электроспирали) разогревают место соприкосновения поверхностей трубы и детали. В результате такого процесса происходит расплавление и смешивание материала поверхностных слоев. После охлаждения материал напоминает однородную массу.
Существует определенная последовательность запуска процесса (рис. 1.8.):
Подготовка концов труб (разметка под деталь с ЗН, механическая обработка - циклевка свариваемых поверхностей труб, их обезжиривание и, при необходимости, обезжиривание детали с ЗН);
Сборка стыка (устанавливаются и закрепляются концы свариваемых труб в зажимах центрирующего приспособления. Одновременно происходит посадка детали с ЗН);
Подключение детали с ЗН к сварочному аппарату (ввод информации, определяющий режим процесса сварки);
Пуск процесса сварки (обычный нагрев);
Охлаждение соединения;
Удаление центрирующего приспособления.
Процесс сварки при включении аппарата происходит в автоматическом режиме, а сами результаты процесса сварки протоколируются.
Сварка при помощи деталей с ЗН наибольшее распространение получила за рубежом, в России она долгое время не применялась, несмотря на наличие отечественных разработок. Считалось, что этот вид сварки намного дороже и сложнее, чем сварка встык, при этом не учитывались следующие факторы:
Надежность соединения за счет большей площади свариваемой поверхности и механического обжатия деталью с ЗН тела трубы (исключение составляют седельные ответвления и патрубки-накладки);
Возможность соединения труб с толщиной стенки менее 5 мм;
Автоматический процесс сварки;
Сварочный аппарат в 3-5 раз дешевле машины для сварки встык;
Снижение стоимости деталей с ЗН по мере расширения их производства.
Относительно большая стоимость деталей с ЗН компенсируется за счет их малого количества, необходимого для соединения длинномерных труб. Так, в сочетании с небольшой стоимостью сварочного аппарата, общая стоимость такого соединения значительно ниже стоимости сварного соединения встык и надежнее соединения враструб.
Кроме соединения длинномерных труб и труб с толщиной стенки менее 5 мм, этот способ сварки эффективен при производстве ремонтных работ и незаменим при реконструкции изношенных трубопроводов с использованием профилированных полиэтиленовых труб, а также для соединения труб разной толщины или материалов .
Выбор способа сварки
Выбор способа сварки регламентирован требованиями нормативной документации по строительству и ремонту полиэтиленового трубопровода.
Каждый из рассмотренных способов сварки обладает преимуществами и недостатками. Однако для сварки распределительной сети трубопровода из полиэтилена низкого давления (ПЭНД) применяются различные способы сварки, исходя из их технико-экономических показателей.
Для изготовления основной ветки трубопровода, где применяются трубы мерной длины с диаметром 225 мм и ветки с диаметром 160 мм, применяют сварку нагретым инструментом. Сварка нагретым инструментом имеет ряд преимуществ:
− во-первых, прочность сварного шва не уступает прочности основного материала;
− во-вторых, относительная простота способа позволяет исключить большие затраты на создание оборудования и дальнейшее обслуживание.
Там, где необходимо от основной трубы большого диаметра по сравнению с отводимой трубой, подвести трубопровод к потребителю применяют сварку соединительными деталями с закладным нагревателем. В частности седловые отводы с закладным нагревателем. Такой способ сварки позволяет соединять трубы с маленькой толщиной стенки. Это позволяет получить качественное, надёжное и технологичное соединение.
Не редка возникает необходимость. Следовательно нужно осуществить переход полиэтилен - металл. Для этого обычно применяют фланцевое разборное соединение полиэтиленовой трубы с металлической .
Итак, выбор способа сварки на данном участке трубопровода зависит от особенностей местности, условий прокладки магистрали и требований нормативных документов на проводимые работы.
ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ это самостоятельный специфический вид технической деятельности всех научных и практических работников занятых в сфере материального производства который выделился на определенном этапе развития общества из технической деятельности и стал основным источником технического прогресса. Специфические особенности инженерной деятельности 1. Она предполагает регулярное применение научных знаний в этом еще одно ее отличие от технической деятельности которая более основана на опыте практических навыках догадке.
Поделитесь работой в социальных сетях
Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск
Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм> |
|||
| 4693. | ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ИНЖЕНЕРНОЕ МЫШЛЕНИЕ | 22.56 KB | |
| Инженерная деятельность – деятельность в сфере материального производства, имеющая техническую направленность. Она нацелена на превращение природного в социально значимое с целью удовлетворения определенных потребностей людей, в силу чего сама техника выступает как преодоление природы посредством человеческого сознания. | |||
| 5893. | Инженерная геодезия, Т.Е. Миркина | 1.15 MB | |
| Геодезия – наука об измерениях на земной поверхности, проводимых для определения формы и размеров Земли, изображения земной поверхности в виде планов, карт и профилей, для решения инженерных и народнохозяйственных задач. | |||
| 8868. | УЧЕБНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ | 164.56 KB | |
| Концепция учебной деятельности. Структура учебной деятельности. Возрастные и индивидуально-психологические особенности формирования учебной деятельности. Учебная деятельность как ведущий вид деятельности в младшем школьном возрасте. | |||
| 1071. | Деятельность МУП КБУ г. Зеленогорска | 112.54 KB | |
| Целью прохождения преддипломной практики является изучение особенностей управления в МУП КБУ г. Зеленогорска, которое является муниципальным унитарным предприятием, осуществляющим деятельность по содержанию и благоустройству города. | |||
| 7293. | Финансовая деятельность государства | 16.82 KB | |
| И наконец в специальном значении под финансами понимаются лишь государственные деньги сосредоточенные в процессе распределения совокупного общественного продукта в фондах денежных средств. Решить все эти вопросы без понимания сущности финансов характера финансовых отношений и их отличия от других видов денежных отношений знания природы финансово-правовых норм наличия представлений о строении финансовой системы государства и элементах его финансовой деятельности невозможно. Связано это прежде всего с тем что финансово-правовое... | |||
| 17461. | Туроператорская и турагентская деятельность | 138.38 KB | |
| Для успешной работы туристского бизнеса требуется осуществить значительные инвестиции в инфраструктуру отрасли подготовить квалифицированные кадры научить предпринимателей успешно конкурировать на этом рынке организовать более эффективную помощь государства. Деятельность турфирмы на рынке включает: выбор рыночной ниши; разработку туристского продукта; определение объема оказываемых услуг; совершенствование ценообразований; расширение рекламной деятельности; научных исследований; привлечение инвестиций; взаимодействие с другими компаниями;... | |||
| 3566. | Предпринимательская деятельность в России | 108.76 KB | |
| Раскрыть предпринимательскую деятельность в России. Рассмотреть предпринимательскую деятельность за рубежом. Сравнить предпринимательскую деятельность в России и за рубежом. | |||
| 20387. | Маркетинговая деятельность ООО «СЭПО-ЗЭМ» | 1.02 MB | |
| Маркетинговая деятельность является неотъемлемой частью любого предприятия которое занимается производством и сбытом своей продукции. На сегодняшний день многие предприятия России сталкиваются с проблемами реализации и дальнейшего продвижения выпускаемых товаров. От грамотной и эффективной маркетинговой деятельности зависят в определенной мере финансовые результаты деятельности предприятия. | |||
| 7490. | КОММЕРЧЕСКИЕ БАНКИ И ИХ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ | 23.52 KB | |
| Функции коммерческого банка.Организационная и управленческая структура коммерческого банка.Пассивные операции коммерческого банка.Активные операции коммерческого банка. | |||
| 3926. | Профессиональная деятельность психолога | 21.04 KB | |
| Профессиональное и личностное в деятельности психолога очень часто бывают тесно связаны. Трудно быть в личностном плане одним, а в профессиональной деятельности совершенно другим. Поэтому личностные качества составляют важный фундамент профессиональной успешности психолога. | |||
Практическая деятельность инженера охватывает в наше время весьма обширную область человеческих знаний. Так, знаний выдающегося инженера и величайшего ученого древнего мира Архимеда было достаточно, чтобы одному создать метательные машины, поражавшие воображение многих людей.
B настоящее время потребовалось объединение усилий множества талантливых ученых и незаурядных инженеров во главе с выдающимся инженером нашей эпохи академиков С.П. Королевым, чтобы решить современную задачу метания - задачу “метания” в космос искусственного спутника Земли.
Современному инженеру для его инженерной деятельности не хватило бы всех знаний Архимеда, Леонардо да Винчи и A.C. Попова, вместе взятых. Однако это не означает, что любой инженер нашего времени может сравниться в техническом творчестве с любым из названных выше. Техническое творчество инженера каждой общественной формации использует опыт и достижения ее предшественников как фундамент, на котором каждый возводит свое “здание”.
Для решения задачи создания современного технического объекта требуется объединение усилий десятков инженеров разных специальностей. Чем же вызвана необходимость объединения усилий такого количества людей?
Изобретатель древности самолично реализовывал все этапы инновационного цикла, своими руками опредмечивал собственную идею. Инженер индустриального общества многолик. Разделение инженерного труда привело к созданию достаточно обособленных внутренних профессиональных групп. Ha каждой из ветвей инженерной деятельности специалист должен обладать специфическими знаниями и практическими навыками.
Прежде чем приступить к непосредственному производству технических объектов, их надо прежде всего сконструировать. B эту задачу входит: выбор принципа действия, разработка кинематической схемы конструкции, выбор схемы взаимодействия определенных узлов, выбор подходящих материалов и деталей, расчет и выбор оптимальных режимов работы отдельных узлов и всей конструкции в целом, компоновка и внешнее оформление изделия, разработка технического проекта изделия.
Конструирование - самостоятельная инженерная задача, относящаяся к видам инженерной деятельности и требующая специфических знаний и навыков. Инженеры, занимающиеся решением этой специфической задачи, именуются инженерами-конструкторами.
Объект, сконструированный инженером-конструктором, необходимо воплотить в металл, дерево, бетон, другой материал. Иными словами, если конструктор ответил на вопрос, что надо сделать, то кто-то должен ответить на вопрос, как это сделать.
Для изготовления одного и того же объекта можно использовать различные технологические приемы и операции: литье или ковка, прессование или токарная обработка, склеивание или шитье, химическая или лазерная обработка материалов и деталей. Выбор технологических операций существенно влияет на эффективность производства и качество продукции. Одна технология ускоряет производство, другая - обеспечивает качество, третья - позволяет получить более дешевый продукт, четвертая - повышает надежность и безотказность. Обеспечить выбор оптимальной для данного конкретного производства технологии, а если таковой нет, то разработать ее - задача инженера-технолога. Главной задачей для инженера-технолога является строгий контроль за соблюдением технологического режима производства, его совершенствование и развитие.
Технолог находится как бы между машиной и объектом ее воздействия и, следовательно, должен синтезировать их в своей деятельности таким образом, чтобы в результате получить конкретное изделие, предмет или продукт C заранее запрограммированными конструктором формой, свойствами и качествами.
Для выполнения своих функций технолог должен в совершенстве знать: возможности отдельных машин, агрегатов (путь познания которых проходит через расшифровку тонкостей технологического процесса); особенности сырья и возможности его переработки на машинах (происхождение, геометрические параметры, а также комплекс физических, химических и механических свойств); производственный процесс получения заданного изделия, полуфабриката, материала (продукта) на всех переходах и влияние, оказываемое процессом на первоначальные свойства сырья.
Однако, разработка и изготовление технического объекта требует обеспечение нормального функционирования его. Для этого требуется грамотно оценивать технического состояния объекта, соблюдать режимы работы узлов и механизмов, своевременно производить комплекс профилактических мероприятий и регламентных работ для предотвращения преждевременного износа и отказов в его работе. B случае же отказа в работе изделий надо уметь грамотно выявить дефект и организовать ремонт. Решением этих технических вопросов занимается инженер-эксплуатационник.
Успех развития инженерного дела целиком и полностью зависит от состояния научно-исследовательской деятельности в обществе. Производство не может стоять на месте. Его развитие направлено на постоянное повышение качества продукции и его количественный рост. Решение этих задач, а следовательно, успехи в развитии инженерного дела возможны только на основе дальнейших научных достижений. Конечной целью научных исследований в инженерном деле является разработка методов расчета и оптимизации параметров изделий, контроля их характеристик, повышения экономичности и надежности на стадиях конструирования, производства и технической эксплуатации. Решением этих задач занимаются инженеры- исследователи.
B мировой практике известна и широко распространена роль инженера как организатора производства. Являясь техническим руководителем производственного коллектива, инженер должен обеспечивать не только эффективное использование технических средств, сырья, HO и
производственного персонала. Эту функцию выполняют инженеры-управленцы (менеджеры).
Рис. 2. Виды инженерной деятельности
Таким образом в инженерной деятельности следует различать инженеров нескольких профилей (Рис.2):
Инженер-конструктор;
Инженер-технолог;
Инженер-эксплуатационник;
Инженер-исследователь;
Инженер-управленец (менеджер);
Инженер-экономист;
Инженер-эколог;
Инженер-метролог;
Инженер-информационщив;
Инженер, решающий задачи математического обеспечения
автоматизированных систем управления и др.
Bce эти виды деятельности взаимосвязанны, они дополняют друг друга и способствуют в целом решению одной важной задачи - развитию инженерного дела в целом.
Однако не только эти виды инженерной деятельности можно выделить B достаточно многогранной жизни инженера.
Развитие производственных отношений требует постоянного расширения специальностей и специализаций в инженерном деле. B настоящее время деятельность инженера-конструктора, инженера-технолога, и т.д. не мыслима без всестороннего анализа их изысканий со стороны материальных затрат на производство. Ha арену жизни выходит инженер-экономист, осуществляющий оценку материальных затрат.
Погоня за прибылью зачастую порождает нарушения баланса окружающей среды, вызывающие пагубное влияние на состояние здоровья человека (сброс промышленных отходов в реки и водоемы, выброс в атмосферу различного рода газовых смесей, повышенная шумность, ионизирующие источники излучения, радиоактивное загрязнение и т.п.). T.e. техника не только служит человеку, но она подчас выступает против него. Это неудивительно, если современный самолет за секунду полета расходует столько кислорода, сколько его производит один гектар леса за 8-14 часов. Ho ведь эти часы составляют практически весь продуктивный временной интервал в целом суточном цикле жизнедеятельности деревьев. Значит, гектару круглосуточно зеленеющего леса потребуется около десяти лет жизни, чтобы насытить авиалайнер кислородом на один час его полета. A летает он не один час в сутки и не в единственном числе! И не все леса зеленеют круглый год. He отстают от самолетов и автомобили, а также многочисленная армия промышленных предприятий. Глобальной проблемой сегодняшнего дня является утилизация и переработка промышленных и бытовых отходов. Ha арену защиты интересов человечества выходит инженер-эколог.
Современной инженерной деятельности характерна глубокая дифференциация не только по функциям (видам), но и по различным отраслям. Такая дифференциация стала возможной, однако, далеко не сразу, она складывалась постепенно, шаг за шагом в зависимости от развития науки, техники и технологий. Так, например, инженер-конструктор нашего времени не может решать весь спектр конструкторских задач по созданию технических структур в области строительства и архитектуры, создания машин по обработке металлов, создания машин на базе использования двигателей внутреннего сгорания, создания радиотехнических приборов, систем, агрегатов и т.д. Таким образом, возникает необходимость деления каждого из видов инженерной деятельности по отраслевому признаку, например, авиаконструктор, конструктор кузнечно-прессовых машин, технолог литейного производства, технолог швейного производства, технолог по производству хлебо-булочных изделий и т.д. и т.п. То-есть с развитием наук, техники и технологий возникает необходимость все более глубокой дифференциации инженерной деятельности.
Сегодня с полной ответственностью можно сказать, что решение всех технических задач проходит красной нитью через все этапы инженерной деятельности и может быть осуществимо лишь совместными усилиями инженеров всех профилей, названных выше.
Сущность инженерной деятельности состоит в систематическом использовании научных знаний в производственной практике. Возникновение инженерной профессии и ее институционализация в Новое время вызваны возрастающими социальными потребностями по созданию и обслуживанию сложной техники и управлению крупным производством. Неотъемлемыми чертами инженерного мышления выступают креативность и эвристичность.
Пройдя в своем развитии несколько исторических этапов, инженерия представлена множеством видов, связанных с эксплуатацией и развитием как собственно технических систем, так и социотехнических комплексов. Вместе с отраслевым делением это образует чрезвычайно сложную структуру данной профессии, границы которой в последнее время начинают размываться.
Научно-технические специалисты в современном обществе образуют крупную социальную группу, обладающую элементами самоорганизации и выполняющую не только производственные, но и социокультурные функции.
Сущность инженерной деятельности
Вопросы о личности инженера, содержании и характере его деятельности имеют исключительно важное не только философское, теоретико-методологическое, но и практическое значение, ибо от их решения в значительной мере зависят подготовка и переподготовка инженерных кадров, удовлетворяющих социальным, производственным и научно-техническим требованиям.
Слово "инженер", образованное от корня, в переводе означающего "творить", "создавать", "изобретать", "внедрять", впервые стало использоваться в античном мире, по-видимому, не ранее III в. до н.э. для названия лиц, управляющих военными машинами, а также изобретателей этих машин. Понятие "гражданский инженер" появилось в XVI в. в Германии применительно к строителям мостов и дорог, затем в Англии и других странах. В русских источниках слово "инженер" встречается в середине XVII в., в актах Московского государства.
Во многих словарях и справочниках "инженер" определяется как специалист с высшим техническим образованием. Здесь фактически характеризуется не сама его профессия, а лишь подготовленность и квалификация специалиста. В этой связи В.Г. Горохов замечает: "На самом деле образование только тогда дает ему (выпускнику технического вуза. - Прим. авт.) право достойно носить звание инженера, когда он действительно включен в инженерную деятельность, творчески применяет знания, приобретенные им в высшей школе и после ее окончания, когда он становится творцом новой техники, конструктором или технологом, нестандартно мыслящим проектировщиком, исполнителем, эксплуатационщиком, наконец, умелым организатором производства" .
В литературе встречаются весьма расширенные трактовки профессии инженера, усматривающие специфику его деятельности в приложении знаний вообще во всех сферах материального и духовного производства, в области услуг. Это привело к тому, что стали говорить о генных инженерах, зооинженерах, инженерах-социологах, инженерах по кадрам и др. В таком широком понимании инженерная профессия оказывается размытой настолько, что теряет свои границы и своеобразие. Это ведет к тому, что внешне похожий труд инженеров и квазиинженеров оценивается одинаково, что вызывает инфляцию и падение престижа инженеров.
В этой связи заслуживает особого внимания следующее определение: "Инженер - специалист с высшим техническим образованием, применяющий научные знания для решения технических задач, управления процессом создания технических систем, проектирования, организации производства, внедрения в него научно-технических нововведений" .
ЮНЕСКО предлагает называть инженером такого работника, который умеет творчески использовать научные знания, проектировать и строить промышленные предприятия, машины и оборудование, разрабатывать (применять) производственные методы, используя различные инструменты (отдельно или в различных комплектах), конструировать эти инструменты, пользоваться ими, хорошо зная принципы их действия и предугадывая их "поведение" в определенных условиях. Инженер обязан в соответствующей степени учитывать требования экономики, техники безопасности и сохранности оборудования .
Следует особо подчеркнуть, что в самых различных определениях инженерной профессии и инженерной деятельности практически отсутствуют указания на их социально-гуманитарные, антропологические аспекты, социально-гуманитарную составляющую. К сожалению, инженер часто понимается как чистый "технарь", ограниченный лишь знанием техники. Ныне же очевиден тот факт, что гуманитарная подготовка инженеров становится просто необходимой, является важным показателем (критерием) уровня их профессионализма, компетентности и интеллигентности.
Инженер должен уметь:
- эксплуатировать и ремонтировать, проектировать и ликвидировать технологические процессы и устройства;
- ставить, разрабатывать, решать задачи, прогнозировать, изобретать и принимать решения по внедрению техники;
- понимать значение своей работы и ее последствия как в полезных функциях созданных им технических систем, так и в нежелательных эффектах.
Традиционно основным смыслом инженерной деятельности считается проектирование, создание технических систем. В процессе деятельности инженер:
- активно взаимодействует с заказчиком как пользователем будущего изделия;
- передает коллегам техническую документацию, необходимую им для разработки частей технической системы;
- передает рабочим техническую документацию на изготовление;
- ведет авторский надзор изготовления;
- передает заказчику (а по необходимости и потенциальному потребителю) эксплуатационную документацию.
Инженерная деятельность охватывает весь род занятий инженера и является родовым понятием по отношению к инженерному труду. Таким образом, трудом инженера является далеко не всякая его деятельность, а только созидательно-преобразующая и продуктивная, требующая для своего осуществления определенных затрат интеллектуальных, психофизиологических и физических сил.
Сфера деятельности инженера шире сферы его труда. Инженерная деятельность - это не только труд, но и научно-технический поиск, общение, коммуникативная, информационная, организационно-управленческая деятельность и др. Деятельность инженера не ограничивается только технической деятельностью, хотя она для него и является главной.
Надо заметить, что в литературе встречаются крайне ограниченные трактовки инженерной деятельности, как исключительно направленной на применение научных знаний для создания технических объектов - сооружений, механизмов, устройств, машин и т.д. - и управления процессом их изготовления. Подобный подход ограничен, однако в нем по крайней мере вкратце определена сущность технической деятельности инженера.
Инженерно-техническая деятельность включает в себя разработку, проектирование и конструирование новой техники и технологии, изобретательство, инженерные исследования и расчеты, инженерное обслуживание текущего производства, эксплуатацию техники и технологии, контроль за качеством продукции, соблюдением стандартов, технологической дисциплины, норм и нормативов охраны природы, техники безопасности, противопожарной техники, разработку и осуществление перспективных планов по оценке и внедрению научно-технических достижений в практику и пр.
В.П. Булатов и Е.А. Шаповалов считают, что характерными чертами инженерной деятельности являются:
- принадлежность к материальному производству, технической практике;
- техническая направленность (без и вне этого инженер лишается предмета своей деятельности);
- научная обоснованность (сознательное использование науки для прогресса техники);
- неотделимость от технического и научно-технического творчества;
- опосредованное воздействие на технику (инженер, как правило, сам не производит технику, не реализует свой проект, а делает это через рабочих) .
Несмотря на некоторую близость, сходство научно-исследовательской и инженерной деятельности, между ними имеются существенные различия. Они отличаются объектами, характером и содержанием, средствами, целями, функциями и результатами деятельности.
Инженер - это практическая профессия, нацеленная главным образом на создание техники и технологии, на материализацию, "овеществление" научных знаний на производстве. Ученый же преследует познавательные цели, в равной степени это относится и к техническим наукам, которые составляют теоретическую и методологическую основу инженерной деятельности. Научная деятельность носит прежде всего познавательный характер, направлена на познание законов и закономерностей природы, техники, технологии и инженерной деятельности, а ее главный результат - новое научное знание.
Важно заметить, что научно-исследовательская деятельность не является основной для инженера. Правда, если взять инженера-исследователя, инженера-разработчика, то его деятельность уже в значительной мере носит научный характер. Предметом деятельности здесь является содержание технического объекта.
Средствами инженерного труда служат научные знания - результаты научной деятельности, которыми инженер обычно пользуется в виде готовых формул, зависимостей различных величин и методов расчета, содержащихся в справочниках, технических и технологических инструкциях. К средствам инженерного труда относятся также социально-технические нормы и информация о состоянии материально-технического базиса общества, фиксируемая в виде каталогов, перечня номенклатуры изделий и т.д.
Результаты инженерной деятельности, как правило, представляются в знаковом виде (чертежи, схемы, программы, расчеты, описания), а также в виде устных рекомендаций, объяснений, указаний и др.
В XX в. инженерия разделилась на множество отраслей: физическая (электрическая, механическая, радиотехническая и др.), химическая (производство искусственных волокон, минеральных удобрений, лекарственных средств, товаров бытовой химии и т.д.), биологическая (биомеханика, бионика, биосинтез, биооптика, биоэнергетика и т.д.) и др.
Выделяются три основные категории инженеров:
- 1) производственник - выполняет функции технолога, организатора производства, инженера по эксплуатации;
- 2) исследователь-разработчик - сочетает функции изобретателя, проектировщика и конструктора, участвует в процессе соединения науки с производством;
- 3) "универсалист" (или системотехник) - инженер широкого профиля, задачи которого состоят в организации и управлении инженерной деятельностью и создании основных технических систем.
Очевидно, сейчас следует расширить эту типологию и включить в нее инженера, занятого социотехническим проектированием, основной целью которого является учет социокультурных и антропологических аспектов инженерной деятельности и ее результатов.
Таким образом, главное назначение инженерной деятельности - интеллектуальное, научно-техническое обслуживание сферы материального производства, развитие техники, технологии, обеспечение научно-технического прогресса, решение на основе естественнонаучного, технического и социально-гуманитарного знания технико-технологических, инженерных противоречий, проблем и задач.
Деятельность инженера, в принципе, носит творческий характер, предполагает преимущественно инновационные, нестандартные, неалгоритмированные операции, решения и действия, связанные с созданием нового в области техники, технологии и организации производства. Однако на практике все это выглядит несколько по-другому, так как инженеру зачастую приходится заниматься рутинной, механической, далеко не творческой работой.
Современный инженер - это не просто технический специалист, решающий узкие профессиональные задачи. Его деятельность связана с природной средой - основой жизни общества - и самим человеком. Поэтому ориентация современного инженера только на естествознание, технические науки и математику, которая изначально формируется еще в вузе, не отвечает его подлинному месту в научно-технической революции. Решая свои, казалось бы, узкопрофессиональные задачи, инженер активно влияет на общество, человека, природу и не всегда наилучшим образом.
В настоящее время часто говорится о кризисе инженерии. Исследователи называют по меньшей мере четыре области такого кризиса:
- 1) поглощение инженерии нетрадиционным проектированием;
- 2) поглощение инженерии технологией;
- 3) осознание отрицательных последствий инженерной деятельности;
- 4) кризис традиционной научно-технической картины мира .
Сейчас практически требуется новая, неклассическая инженерия, носящая комплексный характер и имеющая социотехническую направленность.
Основной путь выхода из кризиса инженерии состоит в ее гуманизацию целенаправленном учете ее "человеческого измерения" и социокультурных оснований. В силу этого наиболее перспективным является социотехническое, гуманитарное проектирование.
Функции и основные формы инженерной деятельности: изобретательство, конструирование, организация производства,
проектирование, испытание, отладка, эксплуатация и оценка функционирования технических систем.
ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ – это самостоятельный специфический вид технической деятельности всех научных и практических работников, занятых в сфере материального производства, который выделился на определенном этапе развития общества из технической деятельности и стал основным источником технического прогресса.
Можно выделить следующие этапы развития инженерной деятельности:
1) праинженерный – время строительства крупных и сложныхсооружений древности;
2) прединженерный – период мануфактуры, этап становления инженерной деятельности в социальном плане (конец XVIII – начало XIX вв.);
3) период развития инженерной деятельности на основе системы машин итехнических наук;
4) современный этап, который связан с переходом к информационной технологии.
Вместе с усложнением производственных процессов инженерная деятельность разделилась на
инженерно-исследовательскую,
инженерно-конструкторскую
и инженерно-технологическую.
Деятельность инженера в отличие от деятельности других слоев интеллигенции (педагогов, врачей, актеров, композиторов и др.) по своей роли в общественном производстве является производительным трудом, непосредственно участвующим в создании национального дохода. Именно практическая направленность инженерной и вообще всей технической деятельности давала повод «интеллектуалам» смотреть на неё свысока.
В развитии инженерной деятельности можно выделить три основные этапа .
На первом (Древний мир) техника создавалась на основе знаковых средств (чисел, чертежей, расчетов) и технического опыта, причем осмыслялась не рационально, а сакрально. Техническая деятельность понималась как совместные усилия человека, духов и богов.
На втором (Средние века) формируется собственно инженерная деятельность . Ее предпосылкой было разведение естественного и искусственного планов бытия (Аристотель) и формирование новоевропейского понимания природы. Характеризуя в «Новом органоне» новый тип практики - инженерию, Ф. Бэкон пишет, что в действии человек не может делать ничего другого, как только соединять и разделять тела природы, остальное природа совершает внутри себя сама. Классик российской философии техники П. К. Энгельмейер говорит, что инженерия есть искусство целенаправленного воздействия на природу, искусство сознательно вызывать явления, пользуясь законами природы.
Но как убедиться, что полученное в науке знание является именно тем, которое описывает законы природы , ведь природу философы объясняли по-разному?
Отвечая на этот кардинальный вопрос, ученые Нового времени пришли к идее опытного обоснования полученных в науке знаний. Первым был Галилей, который опытное наблюдение за явлениями природы трансформировал в эксперимент, где соответствие теории и явлений природы устанавливалось техническим путем. Если в опыте природа всегда ведет себя иначе, чем предписывает теория, то в эксперименте природа приводится в состояние, отвечающее требованиям теории, и поэтому ведет себя в соответствии с теоретически выявленными в науке законами. При этом в эксперименте Галилею пришлось характеризовать не только естественные взаимодействия и процессы и определить условия, детерминирующие их, но и контролировать ряд параметров этих естественных процессов. Воздействуя на эти параметры, Галилей смог в эксперименте подтвердить свою теорию.
В дальнейшем инженеры, определяя, рассчитывая нужные для технических целей параметры естественных взаимодействий, научились создавать механизмы и машины, реализующие нужные человеку технические цели. Соединение в деятельности следующих за Галилеем инженеров-ученых Гюйгенса, Гука и др. двух разных типов объектов (идеальных и технических) позволяет не только аргументировать выбор и построение определенных идеальных и технических объектов, но и понимать деятельность по созданию технических устройств особым образом - именно как инженерную . На ее основе складывается и особая инженерная реальность. В ее рамках в 18 - нач. 20 вв. формируются основные виды инженерной деятельности: инженерное изобретательство, конструирование, инженерное проектирование.
На третьем этапе складывается общественная практика и картина мира , в которых инженерная и техническая деятельность занимает важное место. Научно-инженерная картина мира включает в себя некий сценарий. Существует природа, мыслимая в виде бесконечного субстрата материалов, 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 - потребители. В традиционной научно-инженерной картине 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 представляет собой средства, созданные для его нужд, а потребности естественно растут, расширяются и всегда могут быть удовлетворены научно-инженерным путем.
Становление инженерной деятельности и научно-инженерной картины мира не было бы столь успешным, если бы инженерная деятельность не оказалась эффективной. Ее эффективность проявилась как при создании 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. Во всех этих случаях инженерный подход к решению проблем демонстрирует свою эффективность. Венцом могущества и эффективности инженерного подхода является формирование систем, в рамках которых общество и государство научились в заданные сроки решать сложные научно-технические задачи.
Однако могущество инженерии подготавливает и ее кризис. Сегодня обозначились по меньшей мере четыре области такого кризиса: поглощение инженерии технологией, осознание отрицательных последствий инженерной деятельности, кризис традиционной научно-инженерной картины мира.
Современное общество даёт чрезвычайно противоречивую оценку инженерной деятельности и, видя в ней не только источник жизненных благ, но и социального зла. Поэтому возникает проблема ответственности инженерной деятельности .
В современной своей сущности инженерная деятельность – это техническое применение науки, направленное на производство техники и удовлетворение общественных технических потребностей . В процессе деятельности инженера законы науки из своей теоретической формы трансформируют в технические принципы, которые находят своё практическое применение. Эта деятельность обладает определенной степенью риска, которая считается неизбежной. С целью обеспечения необходимой надежности создаваемых технических средств и технологии создаются методы и средства преодоления этого риска путем установления определенных параметров, стандартов и использования статистического учета случаев возможных аварий. Поэтому по своему характеру инженерная деятельность является преимущественно духовной деятельностью в сфере материального производства .
Союз немецких инженеров определил основные ценностные критерии инженерной деятельности:
способность функционирования и надежность,
экономичность,
благосостояние,
здоровье,
безопасность,
экологичность,
качество общества
развитие личности.
Процесс инженерной деятельности включает в себя:
определение потребности, выработку и принятие решения,
подготовку производства,
регулирование производства,
удовлетворение потребностей.
Первой стадией технической деятельности является изобретение ,
затем – проектирование , в ходе которого идеальная модель воплощается в рабочих чертежах,
затем – конструирование как материальное воплощение изобретения в техническом устройстве и,
наконец, промышленное освоение и внедрение в производство .
Существенные признаки инженерной деятельности:
1) это деятельность в сфере материального производства или деятельность, которая направлена на решение задач материального производства;
2) это деятельность практическая, т.е. имеет дело с реально существующими объектами в отличие от теоретической или духовной, где существуют мыслимые, идеальные объекты;
3) она разрешает противоречия между объектом (природой) и субъектом (обществом), является процессом превращения природного в социальное, естественного в искусственное;
4) она занимает промежуточное положение между теорией и практикой (труд инженера является умственным трудом в сфере материального производства).
5) творчество – одна из важнейших характеристик инженерной деятельности.
Функции инженерной деятельности
Функция aнaлизa и технического прогнозировaния . Ее выполнение связaно с выяснением технических противоречий и потребностей производствa. Здесь определяются тенденции и перспективы технического рaзвития, курс технической политики и соответственно нaмечaются основные пaрaметры инженерной зaдaчи. Короче говоря, формулируется в первом приближении ответ нa вопрос, что нужно производству зaвтрa. Осуществляют эту функцию инженерные "зубры" - руководители, ведущие специaлисты нaучно-исследовaтель-ских и проектно-конструкторских институтов, бюро, лaборaторий, объединяясь в "коллективный мозг" - ученый или нaучно-технический совет.
Исследовaтельскaя функция инженерной деятельности состоит в поиске принципиaльной схемы технического устройствa или технологического процессa. Инженер-исследовaтель обязaн по роду своей деятельности нaйти способ "вписaть" нaмеченную к рaзрaботке зaдaчу в рaмки зaконов естественных и технических нaук, т.е. определить нaпрaвление, которое приведет к постaвленной цели.
Конструкторскaя функция дополняет и рaзвивaет исследовaтельскую, a порой и сливaется с ней. Особенное ее содержaние зaключaется в том, что голый скелет принципиaльной схемы приборa, мехaнизмa обрaстaет мышцaми технических средств, технический зaмысел получaет определенную форму. Инженер-конструктор берет зa основу общий принцип рaботы приборa - результaт усилий исследовaтеля - и "переводит" его нa язык чертежей, создaвaя технический, a зaтем и рaбочий проект. Из совокупности известных технических элементов создaется тaкaя комбинaция, которaя облaдaет новыми функционaльными свойствaми, кaчественно отличaется от всех прочих.
Функция проектировaния - роднaя сестрa двух предыдущих функций. Спецификa ее содержaния зaключaется, во-первых, в том, что инженер-проектировщик конструирует не отдельное устройство или прибор, a целую техническую систему, используя при этом в кaчестве "детaлей" создaнные конструкторaми aгрегaты и мехaнизмы; во-вторых, в том, что при рaзрaботке проектa чaсто приходится учитывaть не только технические, но и социaльные, эргономические и другие пaрaметры объектa, т.е. выходить зa рaмки сугубо инженерных проблем. Труд проектировщикa зaвершaет период инженерной подготовки производствa; техническaя идея приобретaет свою окончaтельную форму в виде чертежей рaбочего проектa.
Технологическaя функция связaнa с выполнением второй чaсти инженерной зaдaчи: кaк изготовить то, что изобретено? Инженер-технолог должен соединить технические процессы с трудовыми и сделaть это тaким обрaзом, чтобы в результaте взaимодействия людей и техники зaтрaты времени и мaтериaлов были минимaльны, a техническaя системa рaботaлa продуктивно. Успех или неуспех технологa определяет ценность всего инженерного трудa, зaтрaченного перед этим нa создaние технического объектa и идеaльной форме.
Функция регулировaния производствa. Проектировщик, конструктор и технолог совместными усилиями определили, что и кaк делaть, остaлось сaмое простое и одновременно сaмое сложное - сделaть. Это зaдaчa рaбочего, но нaпрaвить его усилия, непосредственно нa месте сооргaнизовaть его труд с трудом других и подчинить совместную деятельность рaботников решению конкретной технической зaдaчи - дело инженерa-производственникa, производителя рaбот.
Функция эксплуaтaции и ремонтa оборудовaния . Здесь нaзвaние говорит сaмо зa себя. Современнaя сверхсложнaя техникa во многих случaях требует инженерной подготовки обслуживaющего ее рaботникa. Нa плечи инженерa-эксплуaтaционникa ложится отлaдкa и техническое обслуживaние мaшин, aвтомaтов, технологических линий, контроль зa режимом их рaботы. Все чaще инженер нужен зa пультом оперaторa.
Функция системного проектировaния срaвнительно новa для инженерной деятельности, но по знaчимости превосходит многие другие функции. Смысл ее в том, чтобы всему циклу инженерных действий придaть единую нaпрaвленность, комплексный хaрaктер. "Нa основе возникaет новaя профессия инженерa-системотехникa (или инженерa-универсaлистa), призвaнного дaвaть экспертные оценки в процессе создaния сложных технических и особенно "человеко-мaшинных" систем, где необходим их постоянный диaгностический aнaлиз, нaпрaвленный нa рaскрытие резервных и узких мест, вырaботку решений с целью устрaнения обнaруженных недостaтков. Эксперты-универсaлисты должны помочь руководителю достичь соглaсия по всей прогрaмме рaбот, включaющей рaзные проекты".
Инженерная деятельность, её виды. 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 Для современной инженерной деятельности характерна глубокая дифференциация по различным отраслям и функциям, которая привела к разделению её на целый ряд взаимосвязанных видов деятельности. Инженерная деятельность включает в себя изобретательство, конструирование и организацию изготовления (производства) технических систем, а также инженерные исследования и проектирование. , 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. 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 в середине 20 века, 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 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 .
Изобретательская деятельность представляет собой полный или частичный цикл инженерной деятельности: изобретатель устанавливает связи между всеми основными компонентами инженерной реальности - функциями инженерного устройства, природными процессами, природными условиями, конструкциями (при этом все эти компоненты находятся, описываются, рассчитываются).
Конструирование - неполный цикл инженерной деятельности. Задача конструирования состоит в том, чтобы опираясь на связи, установленные в изобретательской деятельности, определить и рассчитать конструктивное устройство инженерного сооружения. Конструирование - такой момент создания инженерного объекта, который позволяет инженеру, с одной стороны, удовлетворить различные требования к этому объекту (назначению, характеристикам работы, особенностям действия, условий и т. д.), а с другой - найти такие конструкции и так их соединить, чтобы обеспечивался нужный естественный процесс, который можно было запустить и поддержать в инженерном устройстве. И изобретение, и конструирование, и входящие в них расчеты нуждались, с одной стороны, в специальных знаковых средствах инженерной деятельности (схемах, изображениях, чертежах), с другой, - в специальных знаниях. Сначала это были знания двоякого рода - естественно-научные (отобранные или специально построенные) и собственно технологические (описания конструкций, технологических операций и т. д.). Позднее естественно-научные знания были заменены знаниями технических наук.
В инженерном проектировании сходная задача (определения конструкции инженерного устройства) решается иначе - проектным способом: в проекте без обращения к опытным образцам имитируются и задаются функционирование, строение и способ изготовления инженерного устройства (машины, механизма, инженерного сооружения).
Именно инженерия и инженерный подход позволили осознать, что изготовление устройств, действующих на основе расчета процессов природы, отличается от других видов изготовления, где действие природных процессов или незначительно (зато существенны другие процессы, напр., деятельности) или же природные процессы невозможно рассчитать и задать. Продукты инженерной деятельности в культуре нового времени и стали преимущественно называть техникой. Другой фактор, способствующий обнаружению технической реальности, - осознание все возрастающего значения, которое продукты инженерной деятельности оказывают на жизнь человека и общества.
Дополнение.
Техническая деятельность (как ранняя инженерная деят-ть), ее основные виды. Сущность и специфика инженерной деятельности.
Виды технической деятельности : 1. Ремесленная деятельность – не связана с каким-либо научным знанием, опирается на индивидуальный опыт, на обыденное сознание и практику. 2. Классическая инженерная деятельность . Возникновение инженерной деятельности как одного из видов трудовой деятельности связано с появлением мануфактурного и машинного производств. Цель инженерной деятельности состоит в определении материальных условий и искусственных средств, влияющих на природу в нужном направлении, заставляющих ее функционировать так, как это нужно для человека, в задании на основе полученных знаний требований к этим условиям и средствам, а также указание способов и последовательности их обеспечения и изготовления. На первых этапах своего профессионального развития инженерная деятельность была ориентирована на применение знаний естественных наук, а также математики и включала в себя: изобретательство, конструирование опытного образца, и разработку технологии изготовления новой технической системы. К началу 20в. инженерная деятельность представляет собой сложный комплекс различных видов деятельности и обслуживает разнообразные сферы техники. В условиях развитой технической науки всякое изобретение основывается на тщательных инженерных исследованиях и сопровождается ими. 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. В инженерной деятельности постепенно выделяются новые направления, тесно связанные с научной деятельностью, с проработкой общей идеи, замысла создаваемой системы – проектирование. Проектирование – особый вид инженерной деятельности, связанный с созданием рабочих чертежей, служащих основными документами на изготовление технических систем и направленный на проработку общей идей и системы, ее исследования с помощью теоретических средств, разработанных в технической науке. Проектирование подвержено ряду принципов, а именно: независимость, реализуемость, соответствие, завершенность, конструктивная целостность, оптимальность. Признаки инженерной деятельности: – это деятельность в сфере материального производства или деятельность, которая направлена на решение задач материального производства. Отсюда - техническая направленность инженерного труда. Цель инженерной деятельности заключена в создании техники, технологии и эффективного их использования в системе общественного производства. – является практической, т.е. имеет дело с реально существующими объектами. - разрешает противоречия между объектом (природой) и субъектом (обществом), – творчество – одна из важнейших характеристик инженерной деятельности. Инженерная деятельность аккумулирует производственный опыт и использует научные знания, отличается высокой степенью интеллектуального творчества, протекает преимущественно в социальной среде и зависима от внешних, социокультурных факторов. 3. Системотехническая деятельность. Во второй половине 20в. нарастает процесс интеграции инженерной деятельности, который характеризуется системным подходом к решению сложных научно-технических задач. Проектирование уже не может опираться только на технические науки. 4. Социотехническое проектирование . Его задачей становится целенаправленное изменение социально-организованных структур, проектирование систем деятельности. Главное внимание при этом должно уделяться не машинным компонентам, а человеческой деятельности, ее социальным и психологическим аспекта.
