Войти
 Обложка 1-го издания, мягкая обложка | |
| Автор | |
|---|---|
| Страна | США |
| Язык | Английский |
| Тема | История технологии, История авиации |
| Издатель | Johns Hopkins University Press |
| Дата публикации | 1990 |
| Тип носителя | Мягкая обложка |
| Страницы | 326 |
| ISBN | 0-8018-3974-2 (a1k. Paper) 0-8018-4588-2 (pbk.) |
Что знают инженеры и как они это знают: аналитические исследования из истории авиации (издательство Johns Hopkins University Press, 1990) (ISBN 0-8018-4588-2 ) является историческим отражением инженерной практики в США воздухоплавание с 1908 по 1953 гг. Вальтер Винченти (1917-2019) опытный практик и инструктор. Этот период представляет собой зарождение авиации, которое было чревато неопределенностями и многочисленными путями во многие возможные миры. В книге сделаны два основных вывода из этого периода. Первый вывод этой книги касается «того, что знают инженеры». Пять тематических исследований из истории авиационной техники используются для доказательства того, что инженерия часто требует собственных научных открытий. Таким образом, инженерное дело следует понимать как деятельность по генерированию знаний, которая включает прикладную науку, но не ограничивается прикладной наукой. Заключение второго порядка этой книги касается того, «откуда инженеры знают», используя те же тематические исследования, чтобы выявить закономерности в природе всей инженерии. Эти шаблоны образуют «эпистемологию » инженерии, которая может указывать путь к «инженерному методу» как к чему-то отличному от научного метода. Вальтер Винченти завершает работу общей «моделью выбора-вариации» для понимания направления технологических инноваций в истории человечества. Книга наполнена многочисленными дополнительными наблюдениями и историями, рассказанными практиком и инструктором. Возможно, поэтому Dr. Майкл А. Джексон, автор «Структурированного дизайна и проблемных рамок», однажды завершил основное обращение к инженерам заявлением: «Прочтите книгу Винченти. Прочтите ее внимательно. Прочтите ее сто раз».
Уолтер Г. Винсенти (обычно произносится как «вин-сен-ти» в США или "vin-chen-tee" по-итальянски) (1917–2019) был почетным профессором воздухоплавания и эроса. темп инженерного дела в Стэнфордском университете. В 1987 году он был введен в Национальную инженерную академию, «за новаторский вклад в аэродинамику сверхзвуковых летательных аппаратов и фундаментальное понимание физической газовой динамики гиперзвукового потока.. » Его важный учебник из первой части его карьеры - Введение в физическую газовую динамику (1-е изд. 1965 г., 2-е изд. 1975 г.). Фактически, Винченти сделал две карьеры: одну - передовым авиационным инженером, а другую - ведущим историком технологий. Это дало ему двойную возможность подумать о том, как работают технологические инновации. Кроме того, он расширил значение инженерии для общества, основав в 1971 году Стэнфордскую дисциплину под названием «Ценности, технология и общество», которая теперь называется «Наука, технология и общество». В возрасте 90 лет он опубликовал свою последнюю работу с Уильямом М. Ньюманом, «Об использовании инженерной истории в инженерии», которая опубликована в Технология и культура.
«Что знают инженеры» впервые было опубликовано в 1990 году, когда г-ну Винченти было 73 года после полной карьеры в аэрокосмической технике, истории технологий и преподавании. Пять тематических исследований, использованных в качестве доказательства в этой книге, относятся к первой половине 20-го века, 1908–1953 гг. В течение этого периода автор работал в Национальном консультативном комитете по аэронавтике (NACA) с 1940 по 1957 год. Четыре из пяти тематических исследований, использованных в качестве доказательства в этой книге, были впервые опубликованы независимо в Технологии и культура. между 1979 и 1986 годами. В это время другие авторы начали опровергать представление об инженерии как о только прикладной науке. Затем, в 1990 году, пять тематических исследований Винченти косвенно подтвердили этот новый взгляд на инженерное дело как на наукоемкую дисциплину.
Профессия «инженер» включает в себя широкий спектр практик. Таким образом, автор сужает рамки своих пяти тематических исследований тремя способами. Во-первых, при сквозном рассмотрении процесс проектирования состоит из трех этапов, включая проектирование, строительство / производство и эксплуатацию. Эти случаи в основном возникают на этапе проектирования. Единственным исключением является пятое тематическое исследование соединений, заклепанных заподлицо, которое включало тесную взаимосвязь между дизайном и производством. Во-вторых, дизайн можно разделить на нормальный и радикальный. Эти тематические исследования относятся к нормальному дизайну. В-третьих, сам нормальный дизайн многоуровневый. Эти уровни простираются от определения проекта до общего дизайна, дизайна основных компонентов, подразделения конструкции компонентов и очень специфических проблем (таких как форма в плане, аэродинамический профиль и устройства с большой подъемной силой). Эти пять тематических исследований происходят в основном с этих более низких уровней. Таким образом, в совокупности, объем этих тематических исследований - дизайн, нормальный дизайн и узкоспециализированные проблемы на самом нижнем уровне, «чтобы помочь исправить пренебрежение этой большой и важной областью».
Пять тематических исследований сгруппированы по главам. В главе 2 рассматривается конструкция профиля в целом. Ранние работы Дэвиса иллюстрируют, насколько полезную инженерию делали люди, не имеющие формального инженерного образования. Крыло Дэвиса сыграло важную роль, хотя у Дэвиса не было теоретической базы, чтобы знать, как и почему. В главе 3 рассказывается о том, как инженеры проектируют в соответствии с летными качествами, удовлетворяющими пилотов. Этот пример показывает, что между поведением человека и инженерными требованиями может существовать ключевая взаимосвязь, которая может сильно повлиять на результаты. Таким образом, «артефактный дизайн - это социальная деятельность». В главе 4 рассказывается о важности ситуаций анализа контрольного объема в механическом проектировании. В то время в учебниках физики не было анализа контрольных объемов. Таким образом, у инженеров была научная потребность, которая не была удовлетворена должным образом естествознанием. Важно отметить, что такие тематические исследования являются примерами того, почему существует такое понятие, как «инженерная наука». В главе 5 рассматривается динамическая проблема конструкции и выбора винта . На примере винта показано, как инженеры разрабатывают методы, позволяющие учесть отсутствие необходимой научной теории. В этом случае «изменение параметров » использовалось для обозначения и обзора предмета, где не существовало всеобъемлющей научной теории (в физике). Наконец, в главе 6 описывается проблема проектирования соединений с заклепками для самолетов. В этом тематическом исследовании показано, как производственные требования могут иметь обратное влияние на дизайн, что приводит к итерациям между производством и дизайном. В этом тематическом исследовании также показано, как есть аспекты инженерии, которые нельзя адекватно назвать наукой, такие как механика заклепок «на ощупь», разработанная для определения того, какое давление необходимо приложить при завершении алюминиевой конструкции напряженной обшивки самолета (см. Обсуждение «неявного знания» ниже).
На протяжении всей книги Уолтер Винченти делает эпистемологические наблюдения, относящиеся к инженерии. Ниже приведены шесть из нескольких наблюдений, сделанных на протяжении всей книги. Эти наблюдения не являются «инженерным методом» сами по себе, но предполагают гипотезу, что они могут указать путь для дальнейших исследований. Он писал: «В последнем абзаце главы 5 я также поднял вопрос о том, может ли быть выгодно искать« инженерный метод », аналогичный, но отличающийся от научного метода, который был плодотворным предметом изучения истории науки. может быть, процесс выбора вариантов, описанный здесь, является этим методом, с его отличительными чертами, лежащими в критерии отбора и замещающих методах, используемых для сокращения прямого испытания? "
Во-первых, существует шаблон итеративного процесса инженерных изысканий, который проявляется в разработке спецификаций летного качества. Этот процесс называется «Семь интерактивных элементов инженерного обучения» и включает:
Жирным шрифтом в исходном тексте выделены этапы в нейтральной к предмету манере.
Во-вторых, существует закономерность в самих категориях инженерных знаний. Эти шесть категорий инженерных знаний включают:
В-третьих, Уолтер Винченти видит закономерность в деятельности инженерии, генерирующей знания / науку. Эти семь видов деятельности, генерирующих знания, включают:
В-четвертых, путем размещения шести категорий знаний и семи действий по генерированию знаний в xy-таблице, эти действия по генерированию знаний частично предсказуемым образом пересекают категории знаний. Полученная в результате таблица служит приблизительной оценкой того, какие инженерные задачи могут привести к появлению новых инженерных знаний. Результирующая диаграмма «предназначена для обсуждения больше, чем набор жестких и быстрых разделений».
В-пятых, он переклассифицирует сами инженерные знания. Знания, полученные в результате проектирования, обычно можно разделить на такие этапы, как проектирование, производство или эксплуатация. Еще один способ думать о категориях инженерных знаний - это описательное знание, предписывающее знание и неявное знание. Он добавляет термины Гилберта Райла «знать это» и «знать, как», чтобы проиллюстрировать цель каждой категории знаний. «Знание того или иного» в инженерии - это смесь описательных и предписывающих знаний. «Знание, как» это сделать - это смесь предписывающего и неявного знания. Таким образом, эти тематические исследования показывают необходимость всех трех видов инженерных знаний.
Наконец, он постулирует вариационно-селекционную модель для роста знаний. На всех уровнях иерархии дизайна рост знаний увеличивает сложность и мощность процесса выбора вариаций, изменяя как механизм вариаций, так и опосредованно расширяя процессы отбора. И вариация, и отбор добавляют два реалистичных принципа развития технологий: слепота к вариациям и неуверенность в выборе.
Винченти заключает, что наша слепота к огромному потенциалу вариаций дизайна не подразумевает случайный или непреднамеренный поиск. Слепой человек в незнакомом переулке использует трость, чтобы предоставить информацию для намеренного исследования ограничений, не имея представления, куда ведет переулок. Точно так же инженеры продолжают проектирование «вслепую» в том смысле, что «результат не полностью предсказуем», поэтому «лучшие» возможные варианты в некоторой степени невидимы. В результате найти высокоэффективные конструкции - это не норма. Он отмечает: «Со стороны или в ретроспективе весь процесс имеет тенденцию казаться более упорядоченным и преднамеренным - менее слепым - чем обычно».
Однако Винченти использует различия между братьями Райт и французами. чтобы показать, как мы управляем слепотой к вариациям по-разному. Братья Райт разработали летательный аппарат раньше французов, хотя они начали экспериментировать примерно в то же время. Французы 1) апеллировали к тому немногому, что было известно о Райтах / Лэнгли, 2) мысленным представлениям о том, что может быть успешным, и 3) наставлениями, полученными на основе растущего летного опыта. Но «поскольку [№1 и №3] были скудными, уровень слепоты, по крайней мере, поначалу, был почти полным».
Какая разница в процессе между Райтами и французами ?
Французский метод проб и ошибок содержал меньше теоретического анализа (или новых инженерных знаний). Поскольку «французы не были склонны к теоретическому анализу, вариации можно было отбирать для сохранения и уточнения только по следам в полете». По мнению Райтов, продвижение основных принципов в теории посредством анализа привело к точному сокращению пути к прямым судебным разбирательствам, сделав французский процесс более исследовательским в ретроспективе. Таким образом, процессу выбора способствует 1) теоретический анализ и 2) эксперименты (например, в аэродинамических трубах) вместо прямого испытания реальных («явных») версий в окружающей среде. Рост знаний увеличивает силу замещающих испытаний вместо реальных / прямых испытаний.
В долгосрочной перспективе, «Весь процесс выбора вариантов - вариации и выбор вместе - наполнен неопределенностью». На уровень неопределенности влияют две вещи. Во-первых, «неопределенность проистекает из степени слепоты вариаций». Неопределенность всего процесса уменьшается по мере развития технологий - он отмечает, что современные авиаконструкторы действуют более «уверенно», чем французы начала 1900-х годов или даже его эпоха, работавшие в NACA. Тем не менее, в уменьшении слепоты есть парадокс. Хотя со временем слепота уменьшается, прогресс одновременно становится все труднее и сложнее... что, в свою очередь, увеличивает слепоту! Таким образом, искушение увидеть чистое уменьшение количества слепых «проистекает из иллюзии». Процесс выбора вариантов может создать столько же слепоты, сколько и уменьшить; просто спросите «талантливых инженеров, которые изо всех сил пытаются продвигать зрелую технологию, такую как современная авиация…»
Второй фактор неопределенности во всей модели выбора вариантов - это «неуверенность» в процессе выбора. И косвенные, и открытые испытания страдают от неопределенности, которая усложняет модель выбора вариантов. Но в отличие от слепоты в выборе вариантов, неуверенность в выборе уменьшается с точностью в обоих типах испытаний.
Слепота и неуверенность характеризуют сложный или трудный характер эволюции технологии в модели выбора-вариации. Затем автор ретроспективно рассматривает пять тематических исследований, чтобы продемонстрировать, как в каждом конкретном случае работали вариационный отбор и слепота-неуверенность. В целом, «совокупный рост инженерных знаний в результате отдельных процессов выбора вариаций приводит к изменению характера того, как эти процессы выполняются».
