Основы научных исследований: Учебное пособие, страница 5

разработка (при ограничениях на способ решения и неко­торой неопределенности исходных данных) нового объекта (конструкции, системы, процесса, способа), обеспечивающего оптимальное выполнение поставленной задачи (с учетом за­данных условий).

Из приведенного определения инженерной задачи как пред­мета деятельности инженера видно, что разрабатывая любой объект, поскольку он новый, инженер должен его сначала мыс­ленно представить, затем изобразить в виде, доступном для по­нимания других, то есть в виде чертежа, схемы, расчета или описания. Иными словами, инженер должен объект спроекти­ровать. Поэтому для определения содержания деятельности лю­бого инженера по решению инженерных задач можно в самом общем виде применить термин — инженерное проектирование.

4. Этапы инженерной разработки

Работа инженера по решению технических задач в своей области (то есть его работа по проектированию, разработке, расчету какого-либо объекта или процесса) в каждом отдель­ном случае состоит из нескольких последовательных этапов.

Основные из них:

уточнение цели (задачи);

выбор (принятие) решения для производства.

разработка  (поиск)  идеи, определяющей решение;

анализ (инженерная проработка) идеи;

выбор (принятие) решения для производства.

В зависимости от объема или степени сложности конкрет­ной задачи отдельные этапы могут иметь различный удельный вес в общем объеме работы, а иногда и вообще отсутствовать, но общая последовательность работы от этого не меняется.

Рассмотрим по отдельности основные этапы работы инже­нера по решению конкретной задачи или, иными словами, эта­пы работы инженера в процессе проектирования.¹

Уточнение цели. Цель решения задачи или определяется заданием на работу или формулируется самим исполнителем. Эта часть работы носит информационный характер, но она очень важна, ибо большинство неудачных технических решений, ко­торые приводили к неожиданным последствиям, связаны или с нечетким определением цели или неточно сформулированными условиями и ограничениями. Нельзя получить нужный резуль­тат, решая не ту задачу.

Таким образом, до начала работы, до поисков решения, на­до четко определить цель работы, то есть ее искомый резуль­тат, продумать и определить все ограничения (на способ ре­шения и на само решение) и сформулировать требования (или оценочные критерии) к решению, на основе которых можно найти оптимальное решение задачи.

Выбор пути решения. Формулировка цели в виде, например, «повышение силы тяги тепловоза» еще не определяет путь ре­шения. Такую задачу можно решать разными путями: повыше­нием мощности дизеля, улучшением сцепления колес с рельса­ми или увеличением числа секций тепловоза.

Поэтому следующий этап работы связан с логическим ана­лизом возможностей и выбором конкретного дуги решения. Уже на этом этапе инженер принимает на себя ответственность за последствия; он принимает одно из первых решений: в ка­кую сторону двигаться, где искать?

Предположим, что выбрано определенное направление в решении поставленной выше в качестве примера задачи — реше­но добиваться улучшения сцепления колес тепловоза с рельсами.

Поиск идеи — следующий этап работы. Надо найти идею, которая решит задачу, то есть позволит добиться желаемого результата. Идея может быть новой — тогда решение будет изобретением, или уже известной, но в данном случае не при­менявшейся. Этот этап — творческая часть работы.

Продолжая пример, перечислим возможные идеи, которые может принять для разработки инженер, решая задачу повышения сцепления колес с рельсами. Это — подача между ко­лесом и рельсом какого-то порошкообразного материала (пес­ка, абразивной крошки, магнитного порошка), увеличение веса тепловоза или догрузка одной из его осей, намагничивание ко леса и рельса, обезжиривание рельса  (химическим путем, па­ром, пламенем) и т. д.

Качество окончательного результата решения задачи цели ком и полностью зависит от идеи (принципа), положенного в основу решения задачи. Плохая идея ведет к плохому резуль­тату. Наиболее эффективные результаты достигаются на основе новых, оригинальных идей. Именно такими идеями и дви­жется вперед техника. Выбор идеи — это следующее ответст­венное решение инженера в процессе его работы по проектиро­ванию.

Инженерный анализ сформированной идеи — это ее про работка, количественная оценка возможностей идеи, расчет конструкции. Это, пожалуй, самая трудоемкая часть работы инженера: расчеты, их проверка, обобщение, оптимизация ре­зультатов. Результаты анализа не всегда бывают благоприят­ны. Приходится принимать новые решения, изменять и уточ­нять исходные данные, ранее принятые условия. Этот процесс многократный, он может потребовать возвращения назад в том случае, если расчеты покажут, что выбранный путь не при­водит к желаемым результатам.

Выбор окончательного решения — это принятие еще одно­го решения, принятие ответственности за предложенный про­изводству проект. Это большая ответственность потому, что на реализацию инженерных решений общество затрачивает иног­да очень большие средства. И, если решение окажется непол­ноценным, эти средства могут быть потрачены зря.

¹ Диксон Дж. Проектирование систем: Изобретательство, анализ и принятие решений.— М.: Мир, 1969, — 440 с.

5. Подготовка инженера

Качество подготовки. Учение в вузе — это труд и труд не­легкий, если желать достичь цели — стать настоящим инже­нером. К сожалению, не все оканчивающие институт, даже имея диплом инженера, становятся настоящими инженерами. Наличие диплома этого еще не гарантирует, потому что содержание этого диплома зависит не только от того, что институт давал своему выпускнику, но и от того, что он смог или захо­тел взять в институте. Всем студентам в принципе предлагает­ся одна и та же сумма знаний, а осваивают ее они по-разному. Поэтому и разными оказываются их успехи в дальнейшей инженерной работе.