лекцииММиИТпП-ч.1. Конспект лекций ч. 1 Омск

• Название: Конспект лекций ч. 1 Омск
• Дата: 15.11.2021
• Размер: 1.27 Mb.
• Имя файла: лекцииММиИТпП-ч.1.docx
• Тип: Конспект; #273057
• страница: 2 из 16

1. ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1.1. Техника и общество

Рассмотрим кратко ту роль, которую техника играет в различных странах мира. В США, европейских странах, Японии и других странах техническое развитие достигло высокого уровня. Успехи этих передовых стран очевидны. По широким автомагистралям и большим мостам мчатся надежные и быстрые грузовики и легковые автомобили. Курсируют поезда. В море полно кораблей, а в воздухе – самолетов. Фабрики и заводы выпускают все больше и больше товаров при непрерывно сокращающемся числе занятых на них рабочих. Тракторы обрабатывают землю. Уборка урожая механизирована. Быстродействующие системы связи и вычислительные машины обслуживают торговлю, промышленность, науку и правительственные органы.

Теперь посмотрим на районы, не развитые в техническом отношении. Это Африка, часть Индии, Средний Восток, Центральная Америка, многие районы Южной Америки. Сельское хозяйство опирается здесь преимущественно на ручной труд и использование домашних животных. Промышленное производство неэффективно и ведется примитивными методами. Транспорт и связь работают медленно и ненадежно. Бедность здесь – обычное явление.

В чем же причина такого различия? Разрыв между странами, развитыми в техническом отношении, и более бедными странами обусловлен процессом, получившим название промышленной революции. Хотя во многих отношениях этот процесс был мучительным, он позволил снять с плеч человека огромное бремя тяжелого физического труда. Он позволил ряду стран достигнуть такого уровня, когда один человек может производить сельскохозяйственную продукцию, достаточную, чтобы прокормить многих, в то время как труд другого обеспечивает большое число людей промышленными товарами. В результате у всех сократилась продолжительность рабочего дня, и при этом производится все больше и больше вещей, которые ранее считались предметами роскоши.

Нет необходимости затевать дискуссию относительно того, какая из многих областей успешной деятельности человека – техника, наука, медицина, право и т. д.– в наибольшей степени способствовала удаче промышленной революции. Совершенно очевидно, что развитие техники было одной из составных и неотъемлемых частей этого процесса. Кроме того, столь же очевидно и то, что в настоящее время современное общество весьма сильно зависит от своих инженеров и техников. За истекшие годы инженеры решили большое число проблем, связанных с индустриализацией, и эти достижения получили широкое распространение. Но, что еще более важно, стало обычным, что экономика передовых стран получает от инженеров все больше и больше новых решений. Общество полагается не только на прежние решения, осуществление которых продолжается, но и постоянно требует от своих инженеров новых творческих идей. Экономическое благосостояние окажется под угрозой, если инженеры прекратят поиски новых, лучших способов изготовления вещей.

В настоящее время в передовых странах происходит новая революция, называемая автоматизацией. Если промышленная революция в значительной мере освободила человека от бремени тяжелого труда, то новая революция направлена на уменьшение бремени однообразной работы. Автоматизация облегчает также умственный труд, так как большие быстродействующие вычислительные машины избавляют человека от бесконечных вычислений. По мере развития новой революции автоматизация распространяется на все более тонкие виды умственной деятельности. Влияние автоматизации начинает ощущаться даже в такой области, как обучение, где очень сильно индивидуальное начало. Совершенно очевидно, что, как и в ходе промышленной революции, основной революционизирующей силой является техника. Деятельность инженеров сыграла исключительно важную роль в прошлом и продолжает играть значительную роль в жизни современного человека. Инженеры берут на себя важные обязательства перед будущим и уже сейчас намечают его контуры.

1.2. Новые проблемы, стоящие перед инженерами

Не представляет труда проследить в общих чертах ту многообразную роль, которую играла техника в ходе промышленной революции и играет теперь в ходе автоматизации. Вначале были нужны инженеры-строители, чтобы проложить первые шоссейные и железные дороги, соорудить мосты, построить города и порты. В наших технических учебных заведениях прежде всего появились инженерно-строительные факультеты, и в течение многих лет они были самыми крупными. Затем в процессе перехода от простейшего аграрного общества к комплексному индустриальному все в большей и большей степени стала ощущаться нужда в инженерах-механиках, способных создавать машины, строить и эксплуатировать фабрики и заводы, а также в специалистах по энергоснабжению и конструированию новых изделий. Как и следовало ожидать, в высших учебных заведениях появились механические факультеты, а в относительном выражении численность студентов на инженерно-строительных факультетах сократилась. В настоящее время в связи с потребностью в более совершенных средствах управления и автоматизации вследствие резкого усложнения средств связи, а также благодаря появлению большого числа новых материалов и научных открытий увеличился спрос на инженеров электротехнических специальностей. Все это снова нашло отражение в увеличении численности студентов на электротехнических факультетах. Заглядывая в недалекое будущее, можно предсказать, что численность инженеров всех специальностей, по-видимому, стабилизируется: будут усиленно развиваться физические науки и математика, а также комплексы социальных и биологических дисциплин. В свете потребностей развивающегося общества все эти изменения кажутся вполне естественными. Однако фактическое развитие отстает от потребностей.

Рассмотрим теперь нужды передовых стран. В настоящее время важной проблемой является не то, как строить мосты через большие реки, а то, каким образом бороться с загрязнением рек. Важной проблемой является не то, как строить большие города, а то, как уничтожить трущобы. Важной проблемой является не то, как изобрести новые виды оружия, а то, каким образом избежать применения того оружия, которое имеется. Когда было необходимо преодолевать определенные физические рубежи, строить города, совершать промышленную революцию, перед инженерами стояли ясные и определенные цели. Однако сейчас инженеры находят мало удовлетворения в том, чтобы производить все больше и больше прекрасных вещей для людей, умирающих от ожирения.

Все же высокие цели продолжают существовать и в наши дни; мы, инженеры, должны только захотеть их увидеть. Взять хотя бы такой пример. Две трети населения земного шара испытывает острую нехватку продовольствия. С течением времени ввиду роста численности населения Земли нехватка продовольствия станет, безусловно, еще более острой. Необходимы высокопроизводительные недорогие компактные системы производства продуктов питания. Водоснабжение представляет собой проблему, как для передовых, так и для развивающихся стран. Во многих районах требуется все больше и больше пресной воды. Жизненно важной проблемой является во многих крупных промышленных центрах всех стран мира борьба с загрязнением воздуха. Исключительно важную роль в обеспечении работоспособности разрабатываемых сложных систем играют транспорт и связь. Организация отдыха (по мере увеличения досуга у трудящихся) и наличие большого числа лиц пожилого возраста (в результате увеличения продолжительности жизни) в перспективе также могут превратиться в серьезные социальные проблемы, для разрешения которых потребуется использование технических достижений.

Перед техникой по-прежнему стоит высокая цель, но она выдвигает новые требования к людям, избравшим технику своей специальностью. В наше время для достижения этой цели требуется в значительно большей мере знать и принимать во внимание социальные, политические и экономические аспекты решаемых проблем. Так, при решении проблем, связанных с загрязнением воздуха и воды, приходится иметь дело с предприятиями, загрязняющими воду и воздух, общественностью, протестующей против этих явлений, и правительственными органами, ответственными за принятие и выполнение соответствующих законов. Решение проблем, связанных с современными средствами сообщения, может привести к переселению тысяч людей или оказать какое-либо иное влияние на их жизнь. Аналогичные утверждения можно сделать и относительно большинства задач, решаемых техникой в настоящее время.

Сравнительно недавно возникло еще одно обстоятельство, которое ставит перед инженерами новые проблемы. Развитие науки и резкое увеличение числа научных открытий требуют от инженеров знания фундаментальных наук, которые не были важны для них ранее. Следует напомнить, что тесная связь науки и техники возникла не так давно. Исторически техника развивалась из ремесел. Первые инженеры были преимущественно мастеровыми и ремесленниками, слабо знакомыми с наукой. Однако в наши дни инженер должен владеть большим объемом научных знаний. В самом деле, фундаментальные науки составляют основу инженерного образования. Поэтому в настоящее время инженер сталкивается с необходимостью знать современные научные достижения и уметь применять их для решения практических вопросов.

Хотя новые сложные проблемы, стоящие перед инженерами, в значительно большей мере, чем когда бы то ни было ранее, требуют учета социальных и политических факторов и хотя для принятия решений в гораздо большей мере, чем когда бы то ни было прежде, необходимы научные знания, все же нужно сказать, что важнейшие задачи инженера по-прежнему связаны с проектированием и разработкой техники. Принимая решение, можно использовать научные знания, и необходимо учитывать социальные и политические факторы, однако этими решениями будут проекты новых вещей или процессов.