Лекция 6. Инженерная деятельно

Инженерная деятельность в
истории мира, России и ТПУ
Юрьев Егор Михайлович,
к.т.н., заведующий кафедрой ХТТ ИПР ТПУ
ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Инженер (фр. ingénieur, от лат. ingenium —
способность, изобретательность) — специалист,
осуществляющий инженерную деятельность.
Основной инженерной задачей считается разработка
новых и оптимизация существующих решений.
Например, оптимизация проектного решения,
оптимизация технологии и т. п.
Инжиниринг (от англ. engineering) - инженерноконсультационные услуги, связанные с подготовкой
производственного процесса и обеспечением
нормального хода процесса производства и реализации
продукции
Современная система высшего инженерного образования
рождается в девятнадцатом веке. В её основу была
положена немецкая система технического образования.
Первым высшим инженерным учебным заведением
становится в 1810 году Главное инженерное училище
Российской империи (ныне ВИТУ) .
В дальнейшем в течение всего девятнадцатого века
продолжилось создание различных специализаций и
направлений
высшего
инженерного
образования,
происходившее в процессе перехода наиболее передовых
инженерно-технических учебных заведений Российской
империи к системе высшего образования.
С целью взаимной информационной
поддержки, для организации и развития научной
деятельности для пользы общества, а также для
личного профессионального роста, инженеры
объединяются в союзы и объединения.
В Российской Федерации за основу была
принята немецкая (англо-саксонская) модель
системы образования.
История инженерной деятельности
Становление инженерной
профессии
Прединженерный период (с II-I тыс. до
н.э. до ХVII–XVIII вв. н.э.)
Материально-техническая культура человечества в ту
эпоху достигла такого уровня, что в отдельных ее
сферах – строительстве и архитектуре – возникла
потребность в профессиональном инженерном труде.
Сквозь тысячелетия дошли
до нас имена египетского
жреца-архитектора
Имхотепа
(ок. 2700 г. до н.э.),
китайского гидростроителя
Великого Юя
(ок. 2300 г. до н.э.),
древнегреческого зодчего
и скульптора Фидия –
создателя афинского
акрополя Парфенона
(V в. до н.э.).
Возникновение инженерной деятельности как одного из
важнейших видов трудовой деятельности связано с
появлением
мануфактурного
и
машинного
производства. В Средние века еще не существовала
инженерная деятельность в современном понимании, а
была, скорее, техническая деятельность, органически
связанная с ремесленной организацией производства.
Инженерная деятельность как профессия связана
с регулярным применением научных знаний в
технической практике.
Первые импровизированные инженеры появляются
именно в эпоху Возрождения. Они формируются в
среде ученых, обратившихся к технике, или
ремесленников-самоучек, приобщившихся к науке.
Первые инженеры – это, одновременно, художникиархитекторы, консультанты-инженеры по
фортификационным сооружениям, артиллерии и
гражданскому строительству, алхимики и врачи,
математики, естествоиспытатели и изобретатели.
Леон Альберти,
1404 – 1472
Палаццо Ручеллаи
во Флоренции
ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ (1452–1519) –
величайший деятель, многогранный гений
эпохи Возрождения, основатель Высокого
Возрождения. Известен как художник, ученый,
инженер, изобретатель.
Парашют
Чертеж летательной
машины
Джероламо Кардано
математик, инженер, философ, медик
(1501—1576)
Джон Непер (1550 - 1617) - шотландский
математик, изобретатель логарифмов.
Создал деревянную машину для
выполнения простейших вычислений в
1617г.
Быстрое развитие техники требует 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.
Двойственная ориентация инженера: на научные
исследования природных явлений и на
производство.
С развитием экспериментального естествознания,
превращением инженерной профессии в массовую в
XVIII-XIX веках возникает необходимость и
систематического 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 г., где сознательно ставился вопрос
систематической научной подготовки будущих
инженеров.
К началу ХХ столетия инженерная деятельность
представляет собой сложный комплекс различных
видов деятельности (изобретательская,
конструкторская, проектировочная, технологическая и
т.п.).
Она обслуживает разнообразные сферы техники
(машиностроение, электротехнику, химическую
технологию и т.д.).
На первых этапах своего профессионального развития
инженерная деятельность была ориентирована на
применение знаний естественных наук (главным
образом, физики), а также математики, и включала в
себя изобретательство, конструирование опытного
образца и разработку технологии изготовления новой
технической системы.
Однако с течением времени структура инженерной
деятельности усложняется.
Классическая инженерная деятельность
включает в себя:
- изобретательство (конструирование и
организацию изготовления/производства
технических систем);
- инженерные исследования;
- проектирование.
Изобретательская
деятельность
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.
Например, Роберт Гук (1635 - 1705)
изобрел микроскоп
Генрих Герц (1857-1894) изобрел новую
аппаратуру для регистрации и получения
электромагнитных волн.
Альберт
Эйнштейн
(1879-1955)
Его можно считать одним из изобретателей
магнитодинамического насоса для перекачки жидких
металлов, холодильных машин, гигроскопических
компасов, автоматической фотокамеры,
электрометров, слухового аппарата и т.п.
Конструирование представляет собой разработку
конструкции технической системы, которая затем
материализуется в процессе его изготовления на
производстве.
Функции инженера в данном случае заключаются в
организации производства конкретного класса
изделий (например, организация оптической,
радиотехнической и электротехнической
промышленности, строительство железных дорог,
массового производства электроизмерительных
приборов и т.д.) и разработке технологии изготовления
определенной конструкции технической системы.
• Инженерные исследования,
- непосредственно вплетены в инженерную
деятельность;
- осуществляются в сравнительно короткие сроки;
- включают в себя:
- предпроектное обследование;
- научное обоснование разработки;
- анализ возможности использования уже
полученных научных данных;
- характеристику эффективности разработки;
- анализ необходимости проведения
недостающих научных исследований и т.д.
Проектирование как особый вид инженерной
деятельности формируется в начале ХХ
столетия и связано первоначально с
деятельностью чертежников, необходимостью
особого (точного) графического изображения
замысла инженера для его передачи
исполнителям на производстве.
Однако постепенно эта деятельность
связывается с научно-техническими расчетами
основных параметров будущей технической
системы, ее предварительным исследованием.
Проектирование необходимо отличать от
конструирования. Для проектировочной
деятельности исходным является социальный
заказ, т.е. потребность в создании
определенных объектов, вызванная либо
"разрывами" в практике их изготовления, либо
конкуренцией, либо потребностями
развивающейся социальной практики.
Продукт проектировочной
деятельности выражается в виде
текстов, чертежей, графиков, расчетов,
моделей в памяти ЭВМ и т.д.
Результат конструкторской
деятельности должен быть обязательно
материализован в виде опытного
образца.
Современный этап развития
инженерной деятельности и
проектирования
Инженерная деятельность предполагает регулярное применение
научных знаний для создания искусственных технических
систем – сооружений, устройств, механизмов, машин и т.п. В этом
заключается ее отличие от технической деятельности, которая
основывается более на опыте и практических навыках.
Современный этап развития инженерной деятельности
характеризуется системным подходом к решению сложных
научно-технических задач, обращением ко всему комплексу
социальных, гуманитарных, естественных и технических
дисциплин.
Инженерная деятельность в индустриальном
и постиндустриальном обществе
Индустриальное общество возникло в XIX веке и развилось в XX веке в
результате четырех промышленных революций.
Первая промышленная революция (1750-1850 гг.) была связана с
развитием машинного текстильного производства.
Вторая (1850-1900 гг.) – с применением паровых машин и развитием
железнодорожного транспорта.
Третья (1875-1925 гг.) – с широким использованием электричества и
созданием тяжелой промышленности.
Четвертая (1900-1950 гг.) – с развитием автомобилестроения и
массового производства.
Инженер, вооруженный методологическими знаниями, безграничными
информационными ресурсами и современными компьютерными
системами, может комплексно решать исследовательские, проектные,
конструкторские, технологические и другие задачи.
Проектные решения основываются на фундаментальных принципах,
используются методы моделирования и оптимизации.
6 волна
Устойчивое
развитие
Зеленая
химия
Промышленная
экология
5 волна
Технические инновации
4 волна
3 волна
2 волна
1 волна
Железо
Энергия воды
Электричество
Сталь
Энергия пара
Железные
дороги
Химия
Двигатели
внутреннего
сгорания
Нефтехимия
Электроника
Авиация
Космос
Цифровые
сети
Биотехнологии
Информационные
технологии
Возобновляемые
источники энергии
Медицина и
нанотехнологии
Механизация
1845
1900
1950
1990
2020
Время
(г.г.)
Иллюстрацией технологического развития индустриального и
постиндустриального общества в результате инженерной деятельности
являются известные волны технических инноваций Кондратьева (К-волны)
с 50-летними жизненными циклами:
Архитектор Н.В. Никитин
В 1930 году с отличием окончил
архитектурное отделение строительного
факультета Томского технологического
института
Н.В. Никитин
Скульптура
(Останкинская телебашня) «Родина-мать зовёт!»
Cкульптор Е. В. Вучетич,
инженер Н. В. Никитин
Химики России и
Томский политехнический университет
Менделеев Дмитрий Иванович
(1834—1907)
Русский учёный-энциклопедист,
общественный деятель, химик,
физико-химик, физик, метролог.
Входил в состав Комитетов,
разрабатывавших план и проект
строительства Томского университета
и Томского технологического
института.
Почетный член ИТУ и ТТИ.
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Кижнер Николай Матвеевич
(1867—1935)
Химик-органик, профессор ТТИ
(1901-1912 гг.), заведующий
кафедрой органической химии,
организатор лаборатории
органической химии, почётный
член АН СССР. Специалист в
области реакций алифатических
диазосоединений. Разработал
способ получения органических
производных гидразина.
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Кулёв Леонид Петрович
(1900—1962)
Профессор по кафедры
технологии каучука и резины
ТПИ. Основатель томской школы
синтетических лекарственных
препаратов. Разработчик
методов идентификации боевых
отравляющих веществ
(Сталинская премия, 1943 г.).
Ордена Ленина (1946 г.); Красной
Звезды (1944 г.); два ордена
Трудового Красного Знамени
(1953 г., 1961 г.).
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Мемориальная доска Л.П. Кулева на стене корпуса № 2 ТПУ, 2005 г.
Химики России и
Томский политехнический университет
Стромберг Армин
Генрихович
(1910—2004)
Российский химик-аналитик,
специалист в области
классической полярографии и
инверсионной
вольтамперометрии. Профессор
кафедры физической и
аналитической химии ТПИ, автор
учебника по физической химии
для вузов, создатель
проблемной лаборатории
микропримесей.
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Геблер Иннокентий
Васильевич
(1885—1963)
Специалист в области углехимии
и коксохимии, профессор по
кафедре пирогенных процессов
ТПИ. Организатор кафедры
коксобензольных производств.
Орден Трудового Красного
Знамени, медали: «За
доблестный труд в Великой
Отечественной войне 19411945гг.», «За трудовое отличие».
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Смольянинов Станислав
Иванович
(1925—1991)
Специалист в области химии
торфа, заведующий кафедрой
химической технологии топлива
ТПИ (1963-1984). Исследователь
руд Бакчарского месторождения,
разработчик новых видов
металлургического топлива на
основе торфа,
торфоминеральных
гранулированных удобрений.
Заслуженный деятель науки и
техники РСФСР (1987), медаль
«За Победу над Германией в
Великой Отечественной войне
1941-1945гг.»
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Усов Петр Григорьевич
(1905—1977)
Заведующий кафедрой
технологии силикатов ТПИ (19431977). Исследователь
перспективных месторождений
минерального сырья Сибири,
создатель технологий
керамических изделий,
стекольной продукции, вяжущих
материалов. Орден Ленина
(1971), орден Трудового Красного
Знамени (1946), орден «Знак
Почета» (1969), медали «За
доблестный труд в Великой
Отечественной войне 19411945гг.»,
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Франк-Каменецкий Давид
Альбертович
(1910—1970)
Советский физик-теоретик, доктор физикоматематических наук, профессор. Окончил
Томский политехнический институт.
Специалист в области физики горения и
взрыва, химической кинетики, химической
технологии, астрофизики, физики плазмы.
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Семенов Николай
Николаевич
(1896—1986)
Советский физик и физико-химик,
академик АН СССР. Специалист в
области теории химических
цепных реакций, теории теплового
взрыва, горения газовых смесей.
Лауреат Нобелевской премии (1956
г.). С 1918 по 1920 гг. преподавал и
проводил исследования на
кафедре физики в Томском
императорском университете.
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
Химики России и
Томский политехнический университет
Тронов Борис Владимирович
(1891—1968)
Химик, заслуженный деятель науки и
техники РСФСР, профессор Томского
политехнического института, автор
книги "Теоретические основы
органической химии" (1958),
заведующий кафедрой органической
химии ТПИ. Один из крупнейших
химиков Сибири, сделавший ряд
открытий в области химии
комплексных органических
соединений, органического синтеза,
теории коксования (1968 г.).
Информация взята из электронной энциклопедии ТПУ (http://wiki.tpu.ru)
СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!
ДИСЦИПЛИНА «ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНУЮ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ»
НАПРАВЛЕНИЕ
ООП
_____241000
Энергои
ресурсосберегающие процессы в химической технологии,
нефтехимии и биотехнологии
ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ:
Основные
процессы
химических
производств
и
химическая кибернетика
Машины и аппараты химических производств
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ __1
Лекции_______________ _16 час.
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ _зачет _(1семестр)
Две конференц-недели .
Вопросы к зачетной работе (эссе)
по дисциплине Введение в инженерную деятельность
1. Актуальные инженерные проблемы ХХI века? (8 баллов);
2. Основные документы, которые входят в состав
Образовательной программы по направлению подготовки
бакалавров? Что включают в себя понятия: компетенции,
результаты и цели ООП? (8 баллов);
3. Объекты и виды профессиональной деятельности
бакалавра
по
направлению
241000
«Энергои
ресурсосберегающие процессы в химической технологии,
нефтехимии и биотехнологии»? (8 баллов);
4. Что нового Вы узнали о направлении и профиле подготовки
при изучении дисциплины Введение в инженерную
деятельность? Какая деятельность в избранной области
кажется наиболее привлекательной (инженер, ученый,
предприниматель и др.)? (8 баллов);
5. Высказать мнение о командной работе при подготовке
рефератов и презентаций: что понравилось, что нет, как было
организовано взаимодействие между членами команды? (8
баллов).