Проектно-конструкторская деятельность

Одной из ключевых проблем в сфере технических наук является разработка методологических оснований общей теории технических систем (ОТТС). Одной из существенных особенностей современного технического знания является обилие частных, узкоспециальных теорий. Дифференциация технических знаний намного опережает процесс их интеграции. Это обусловлено прикладных характером технического знания. Например, общая теории обработки материалов как базовая наука, включающая в себя теоретический анализ всей совокупности технических средств обработки различных конструкционных материалов (резанием, давлением, физико-механическими, лазерными средствами), стала формировать только в 80-е годы ХХ века.

Однако анализ функционирования современных автоматических систем в самых различных отраслях материального производства показывает, что при всем многообразии их видов они основываются на общих технических принципах. Причем количество технологических схем, разновидностей структурного синтеза машин и механизмов сравнительно ограничено. Поэтому, например, автоматические устройства для управления летательными аппаратами вполне могут быть использованы также и при регулировании процессов в котлах, печах, прокатных станах и других технических устройствах. Известно также, что методы для решения задач синтеза шарнирных механизмов могут быть успешно перенесены на другие виды механизмов, включая комбинированные механизмы с гидравлическими, пневматическими и электронными устройствами.

Специалисты отмечают, что машины постепенно утрачивают свое отраслевое назначение. Этот процесс обусловлен тем, что в проектно-конструкторской деятельности человека ставится в конечном счете одна, хотя и сложная, многогранная цель: приспособить вещество и процессы природы в форме технических средств к человеческим потребностям. Каждое отдельное техническое средство в своих самых общих чертах является искусственно преобразованным природным веществом или процессом, выполняющим функции повышения эффективности человеческой деятельности.

Качественная специфика современной техники наиболее концентрированно проявляется в том, что технические объекты принимают форму технических комплексов. Развитие автоматических технических систем приводит к превращению их в большие отраслевые объединения, разрастающиеся в форме единых технологических, энергетических, транспортных, информационных комплексов до масштабов страны. Поэтому «отдельно взятая машина» утрачивает своё доминирующее значение, а возникает необходимость разработки теоретических основ создания комплексов, состоящих из технологических, транспортных, энергетических информационных машин. Отсюда ясно, что возникает задача создания общей теории технических систем. Ведущим объектом в системе современных технических наук является автоматический машиностроительный комплекс.

В.И. Ленин: «Прогресс техники в том и выражается, что человеческий труд… отступает на задний план перед трудом машин». (Ленин В.И. Полн. собр. соч. Т. 1. С. 78).

Технические науки как относительно самостоятельная система знаний имеют специфический предмет исследования – технические объекты. Всякий технический объект характеризуется следующими свойствами: 1. быть искусственно преобразованным фрагментом природы; 2. изменять вовлеченные в предметную деятельность вещества и процессы природы с целью удовлетворения общественных потребностей; 3. повышать эффективность человеческой деятельности.

Технические объекты представляют собой результат многоэтапного превращения природных объектов в социальную форму бытия материи, то есть в искусственные материальные образования, становящиеся средством человеческой деятельности.

Как отмечал Ф., «если у общества появляется техническая потребность, то это продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов». Соч. Т. 39, С. 174).

Взаимосвязь «технических потребностей общества» и технических наук опосредована рядом факторов, формирующих «социальный заказ» техническим наукам, их методологическую стратегию. Стержень методологической стратегии технических наук составляет их постоянная направленность на создание технических объектов, удовлетворяющих социально-значимые технические потребности.

Социальная функция технических потребностей общества выражается не в определении конструктивных характеристик технических объектов, а в постановке проблемы в виде социально-технического противоречия, которое может быть разрешено созданием определенных технических объектов. Это противоречие выступает в качестве «социального заказа», выраженного в самой общей форме. Задача технических наук – конкретизировать его, перевести на уровень социально-технической проблемы.

Например, развитие промышленности и транспорта в 19 веке выдвинуло ряд социальных проблем, отражавших возникновение противоречия6 создание двигателя, пригодного для применения в любых отраслях народного хозяйства, повышение коэффициента полезного действия паровой машины. Однако техническое решение этих проблем было ещё крайне неопределенным. Появление паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания приводило лишь к частичным их решениям. Как утверждают ученые, вопрос был не столько в двигателе, сколько в изыскании нового способа распределения и передачи механической энергии на значительное расстояние. «Проблему разрешила лишь динамомашина. После открытия принципа обратимости она превратилась также и в двигатель, и, таким образом, возникла целостная энергетическая система… Лишь в этой системе усовершенствованные первичные двигатели оказались адекватными потребностям новой эпохи». (Динамомашина в её историческом развитии. Л., 1934. С. Х.).

В процессе решения социально-технических проблем вычленяется целая совокупность собственно технических противоречий, свойственных каждому техническому параметру создаваемого объекта (быстродействие, надежность, сложность, прочность и т.п.). Технические науки изыскивают оптимальные варианты их разрешения в соответствии с заданной социальной функцией. В ходе таких исследований происходит приращение технического знания. Таким образом, преодоление социальных, социально-технических и собственно технических противоречий можно считать источником и движущей силой развития технических наук.

Задача состоит в превращении «процесса производства из простого процесса труда в научный процесс, ставящий себе на службу силы природы и заставляющий их действовать на службе у человеческих потребностей…». (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 46. Ч. 11. С. 208).

Автоматизированное проектирование (САПР) технических объектов представляет собой систему «человек-машина», функция которой состоит в осуществлении научно-исследовательских и проектно-конструкторских разработок новой техники с участием ЭВМ.

«Машина должна…не угадывать конструкции, а по готовой конструкции проверять, удовлетворяет ли она тем или иным свойствам, применяя для этого логический аппарат». «Управление, информация, интеллект. М., 1976. С. 306).

Ведущие ученые в области теории и практики создания машин характеризуют этап проектирования как особую, ведущую стадию в проектно-конструкторской деятельности. Так, известный авиаконструктор А.С. Яковлев выделяет ряд познавательных процедур, свойственных стадии проектирования: выдвижение идеи нового самолета, основных «черт лица» будущей машины, её летных данных, очертаний, наивыгодных размерностей самолета. «Над предварительным проектом… работает небольшая группа конструкторов». (Яковлев А.С. Цель жизни. Записки авиаконструктора. М., 1966. С. 483-484).

Широко известно выражение академика Л.А. Арцимовича «Физика сегодняшнего дня – это техника завтрашнего дня».

Такие давно известные открытия естествознания, как сверхпроводимость, сверхпластичность, сравнительно медленно «пробивают» себе дорогу в сферу технического приложения. Частично это объясняет тем, что в технических науках законы естествознания должны быть «трансформированы», «реконструированы» в технические закономерности.

Дата добавления: 2015-11-16