Инженерная деятельность. Ее место и отношение с научным и рабочим видами деятельности

Целесообразно рассмотреть три основные этапа развития инженерной деятельности и проектирования:

1) классическая инженерная деятельность;

2) системотехническая деятельность;

3) социотехническое проектирование.

Известный историк науки М.А. Гуковский писал «Быстрое и принципиально новое развитие техники требует и коренного изменения ее структуры». Техника доходит до состояния, в котором дальнейшее продвижение ее оказывается невозможным без насыщения ее 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.

Именно двойственная ориентация инженера, с одной стороны, на научные исследования естественных явлений, а с другой, на производство своего замысла целенаправленной деятельностью - заставляет его взглянуть  на свое изделие иначе, чем ремесленник  и ученый - естествоиспытатель. Инженер, как и ученый - экспериментатор, оперирует идеализированными представлениями о природных объектах, но первый использует эти знания для создания технических систем, а второй создает экспериментальные устройства для обоснования и подтверждения данных представлений.

С развитием экспериментального естествознания, превращением инженерной профессии  в массовую в ХVIII - ХIХ веках возникает необходимость несистематического научного образования инженеров. Именно появление высших технических школ знаменует следующий важный этап в развитии инженерной деятельности. Одной из первых таких школ была Парижская политехническая школа, основанная в 1794 году. Эти школы выполняли и исследовательские функции, что способствовало развитию технических наук. Инженерное образование стало играть существенную роль в развитии техники.

Для современной инженерной деятельности характерна глубокая дифференциация по различным отраслям и функциям, повлекшая  за собой разделение на ряд взаимосвязанных  видов деятельности. На первых этапах инженерная деятельность была ориентирована  на применение знаний естественных наук преимущественно физики, а также математики, и включала в себя:

• изобретательство;
• конструирование опытного образца;
• разработку технологии изготовления новой технической системы.

 Инженерная деятельность, первоначально  выполняемая изобретателями, конструкторами  и технологами, тесно связана  с технической деятельностью выполняемой на производстве техниками, мастерами и рабочими, которая становится исполнительской по отношению к инженерной деятельности. Связь между этими двумя видами деятельности осуществляется с помощью чертежей. Для подготовки чертежников, к примеру, в России предназначалось основанное в 1825 году Строгановское училище технического рисования.

Итак, классическая инженерная деятельность включала в себя изобретательство, конструирование и организацию  изготовления технических систем, а  также инженерные исследования и  проектирование. Путем изобретательской деятельности на основании научных знаний и технических изобретений заново создаются новые принципы действия, способы реализации этих принципов, конструкции технических систем или отдельных их компонентов. Она производит особый продукт, объективированный в виде патентов, авторских свидетельств, изобретений используемых в качестве исходного материала при конструировании и изготовлении технических систем.

В условиях развитой технической науки  изобретение основывается на тщательных инженерных исследованиях и сопровождается ими, возникает и необходимость  его специальной проектно - конструкторской подготовки.

Конструирование представляет собой  разработку конструкции технической  системы, которая затем материализуется  в процессе ее изготовления на производстве. Конструкция - это связанные стандартные  элементы, выпускаемые промышленностью  или изобретенные заново, она является общей для класса изделий производства.

Исходным материалом деятельности изготовления являются материальные ресурсы, из которых создается изделие. Эта  деятельность связана с монтажом уже готовых элементов конструкции  и с параллельным изготовлением  новых элементов. Функции инженера заключаются в организации производства класса изделий. Например: организация электротехнической промышленности и разработке технологии изготовления определенной конструкции технической системы. Нередко крупные инженеры сочетают эти три функции в своей деятельности, но в целом эти функции в современном производстве разделены.

Инженерные исследования, в отличие  от теоретических исследований в  технических науках, непосредственно  вплетены в инженерную деятельность, осуществляются в сравнительно короткие сроки и включают в себя предпроектное обследование, научное обоснование разработки, анализ возможности использования уже полученных научных данных для конкретных инженерных расчетов, характеристику эффективности разработки, анализ необходимости проведения недостающих научных исследований. 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.

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 дальнейшего прогрессивного развития инженерной деятельности эти знания становятся предметом обобщения  в науке. Постепенно в естественных науках формируются особые разделы, специально ориентированные на обслуживание инженерной практики, появляются специалисты  в области прикладных исследований и технических наук, задача которых - обслуживание инженерной деятельности. Технические науки и соответствующие им сферы инженерной деятельности не тождественны.

В технических науках развиты особые теоретические принципы, построены  специфические идеальные объекты, введены новые научные законы, разработан оригинальный математический и понятийный аппарат. В них, наряду с доказательством теорем и построением  теоретических систем, важное место занимают описания расчетов и приборов и различные методические рекомендации. Специфика технической науки - в использовании ее результатов для конструирования технических систем, эти результаты, как правило, опосредствованы инженерными исследованиями.

Проектирование как особый вид  инженерной деятельности формируется  в начале XX века и связано первоначально с деятельностью чертежников, необходимостью особого графического изображения замысла инженера для его передачи исполнителям на производстве. Однако постепенно эта деятельность связывается с научно - техническими расчетами на чертеже основных параметров будущей технической системы, ее предварительным исследованием. Внутреннее проектирование связано с созданием рабочих чертежей технического и рабочего проектов, служащих основными документами для изготовления технического изделия на производстве. Внешнее проектирование направлено на проработку общей идеи технической системы и ее исследование.

Для проектировочной деятельности исходным является социальный заказ (потребность  в создании определенных объектов), ее продукт выражается в особой знаковой форме: в виде текстов, чертежей, графиков, расчетов, моделей в памяти ЭВМ. Результат  конструкторской деятельности должен быть обязательно материализован в  виде опытного образца, с помощью  которого уточняются расчеты, приводимые в проекте, и конструктивно - технические характеристики проектируемой технической системы.

Специализация в инженерной деятельности привела к необходимости ее теоретического описания в целях обучения и для  осуществления автоматизации процесса проектирования и конструирования. Обособление проектирования во второй половине XX века привело к кризису традиционного инженерного мышления, ориентированного на приложение знаний лишь естественных и технических наук и создание относительно простых технических систем. Изменился не только объект инженерной деятельности им становится человеко - машинная система, вместо машины и устройства, но и сама она превратилась в сложную, требующую организации и управления, то есть нарастал процесс интеграции инженерной деятельности. Для осуществления интеграции потребовались особые специалисты такие как инженеры - системотехники.

Системотехническая деятельность включает в себя различные виды инженерных разработок и научных исследований, осуществляется различными группами специалистов, занимающихся разработкой отдельных подсистем в нее вовлечены многие отраслевые и академические институты, кроме того, для ее реализации требуется группа особых специалистов - координаторов (главный конструктор, руководитель темы, главный специалист проекта, руководитель научно - тематического отдела). Подготовка таких специалистов требует осмысления методов описания самой системотехнической деятельности, среди которых можно выделить три основных:

• членение системотехнической деятельности по объекту (этапы разработки системы);
• описание, последовательности фаз и операций системотехнической деятельности;
• анализ ее с точки зрения кооперации работ специалистов.

Членение системотехнической деятельности по объекту связано с последовательной конкретизацией моделей сложной  технической системы. Системотехническая деятельность может рассматриваться  как процесс синтеза функциональной модели системы и ее преобразования в структурную модель или ее реализации. Каждый этап выражается определенными средствами символического и графического представления системы. Функциональная модель воспроизводит протекание в реальной системе субстанции (например, информации), в этой роли могут использоваться алгебраические модели. Структурные модели делятся на диаграммы протекания субстанции (показывающие последовательность операций) и блок - схемы (в них даны формы субстанции на входах одного и выходах другого элемента). При членении системотехнической деятельности в соответствии со структурой технической системы обычно выделяют следующие ее этапы: внешнее макропроектирование, внутреннее микропроектирование и проектирование окружающей среды, связанное с формулировкой целей системы, разбивка системы на подсистемы, проектирование подсистем, изучение их взаимодействия и интеграция системы.

Второй способ описания системотехнической деятельности состоит в выделении  в ней последовательности фаз, а  в них - цепи действий или обобщенных операций, что соответствует разбивке деятельности с точки зрения временной  организации работ, параллельной и  последовательной связи между ними. Он используется для синхронной организации и установления алгоритма разработки системы, а также для автоматизации проектирования. Обычно системотехническая деятельность распадается на следующие шесть фаз:

1. подготовка технического задания (предпроектная стадия);
2. разработка эскизного проекта;
3. изготовление;
4. внедрение;
5. эксплуатация;
6. оценка.

Иногда добавляется еще одна фаза - ликвидация. На каждой фазе выполняется одинаковая последовательность обобщенных операций: анализ проблемной ситуации, оценка и выбор альтернатив, моделирование, корректировка и реализация решения.

Системотехническая деятельность представляет собой комплексный  вид деятельности, включающий большое  число исполнителей и функций, поэтому  возникает необходимость в ее организации. Можно выделить горизонтальную и вертикальную структуры этой деятельности, первая соответствует типам компонентов и аспектов системы (создание машины, разработка экономических, организационных и социальных аспектов системы), вторая - общей последовательности работ (инженерное исследование, изобретательство, проектирование, конструирование, изготовление и внедрение, эксплуатация). Важнейшими ее компонентами выступают также методологическая деятельность и научно-техническая координация.

В настоящее время проектирование уже не может опираться лишь на технические науки. Выход инженерной деятельности в сферу социально-технических  и социально-экономических разработок привел к обособлению проектирования в самостоятельную область деятельности и трансформации его в системное  проектирование, направленное на проектирование человеческой (например, управленческой) деятельности, а не только на разработку машинных компонентов. Системное проектирование включает в себя все сферы социальной практики (обслуживание, потребление, обучение, управление и т.д.), а не только промышленное производство. Формируется  социотехническое проектирование, задачей  которого становится целенаправленное изменение социально-организационных  структур, а главное внимание уделяется  не машинным компонентам, а социальным и психологическим аспектам человеческой деятельности.

Социотехническое проектирование характеризуется гуманитаризацией. Оно становится источником формирования проектной тематики, вступая в сферу культурно-исторической деятельности. Кроме того, оно делает себя объектом проектирования, вырабатывая нормы и предписания для проектных процедур и знания об этих процедурах (метапроектирование). Социотехническое проектирование осуществляется без прототипов, оно ориентировано на реализации идеалов (теоретических, методологических и общекультурных). В роли проектировщиков стали выступать и ученые (кибернетики, психологи, социологи). Проектирование тесно переплелось с планированием, управлением, программированием, прогнозированием и организационной деятельностью, однако на первом плане остаются конструктивные задачи, подчиняя себе все остальные. Стремительно развиваются все новые виды социотехнического проектирования: градостроительное, эргономическое, дизайн систем (художественное конструирование).

Социотехническое проектирование выходит за пределы традиционной схемы наука - инженерия - производство и соприкасается с различными видами социальной практики, где классическая инженерная установка перестает действовать, а иногда имеет и отрицательное значение. Все это ведет к изменению самого содержания проектной деятельности, которое прорывает (ставшие для него узкими) рамки инженерной деятельности и становится самостоятельной сферой современной культуры.