2.2.8 Функция системного проектирования.

Смысл ее в том, чтобы всему циклу инженерных действий придать единую направленность, комплексный характер. На этой основе возникает новая профессия инженера - системотехника (или инженера-универсалиста), призванного давать экспертные оценки в процессе создания сложных технических и особенно “человеко-машинных” систем, где необходим их постоянный диагностический анализ, направленный на раскрытие резервных и узких мест, выработку решений с целью устранения обнаруженных недостатков. Эксперты-универсалисты должны помочь руководителю достичь согласия по всей программе работ, включающей разные проекты.

Архитектурное дело и строительство стали исторически первой областью производства, где возникла потребность в людях специально занятых функциями проектирования и управления (инженера).

Сложный умственный труд, благодаря которому первоначальный технический замысел вызревал, обрастал конкретными деталями, становился проектом, не мог уже быть выполнен походя. Таким образом, материально-техническая и духовная культура человечества в эпоху рабовладения 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.). Были ли они инженерами? И да, и нет. Ответ на этот вопрос неоднозначен, и вот почему. Для производства периода поздних рабовладельческих государств характерно появление сложных технических задач нового класса, решение которых предполагало обособление инженерно-технических и инженерно-управленческих функций. Здравый смысл подсказывает, что тех, кто эти функции выполнял, мы вправе назвать инженерами.

Вместе с тем, видимо, следует заметить, что во-первых, функции инженерного труда не сводятся к двум названным выше, они гораздо шире. Во-вторых, деятельность первых инженеров опиралась главным образом на практические, опытные знания, а также на весьма примитивные технические средства; универсальным и, увы, малоэффективным технологическим приемом было массовое применение рабского труда. В-третьих, умственный труд, отпочковавшись от физического, долгое время оставался нерасчлененным. Так, в рабовладельческом обществе естествознание, не говоря уже о точных (тем более – о технических) науках, не успело выделиться в самостоятельную отрасль знания. Оно входило в общефилософскую систему, которая охватывала все множество знаний. Каждого инженера древности можно с не меньшим основанием именовать ученым, философом, писателем. Иначе говоря, любой инженер того времени заведомо «обязан» был быть мудрецом, любой мудрец одновременно владел инженерным делом. В качестве примера такой цельности вспомним древнегреческого мыслителя Фалеса или его ученика и последователя Анаксимандра (VI в. до н.э.)

ВОПРОСЫ ДЛЯ АНАЛИЗА И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.

1. Как давно появились внутренние, т.е. технологические инженерные функции?

2. В каких сферах деятельности зародились инженерные функции

3. В каких сферах деятельности инженерные функции получили наибольшее развитие

4. Какая инженерная функция имеет наиболее важное значение в практике

5. Можно ли назвать инженерами строителей древних пирамид.

6. Можно ли назвать инженерами строителей древних крепостей.

7. Можно ли назвать инженерами строителей древних акведуков.

8. Можно ли назвать инженерами создателей метательных машин

ЧАСТЬ ІІ ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

КАК ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА СТАНКОСТРОЕНИЯ

Раздел 3 РОЛЬ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ В ИСТОРИИ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

3.1 Терминология раздела, история формирования научных основ технологии машиностроения

Инженерная деятельность неразрывно связана с понятием – ТЕХНОЛОГИЯ.

Технологии составляют основу отраслей производства, среди которых основную роль в производстве орудий производства и важнейших предметов потребления играет отрасль

М А Ш И Н О С Т Р О Е Н И Е

Последовательно рассмотрим формирование и краткую историю развития понятий –

технология машиностроения, технология.

Историческая справка.

Любая отрасль народного хозяйства, выполняя работы по добыче полезных ископаемых, их переработке или изготовлению необходимой продукции, не может обойтись без машин, механизмов, приборов и другой продукции машиностроения. В связи с особенной важностью этой отрасли во всех развитых странах темпы ее роста всегда были выше темпов роста промышленности в целом.

Один из выдающихся учених – технологов, профессор Б.С.Балакшин назвал машиностроение главным технологом всех отраслей народного хозяйства. В связи с этим оно должно на базе новейших достижений науки и техники беспрестанно разрабатывать новые технологические процессы, для осуществления которых нужно создавать и выпускать в необходимых количествах орудия производства и машины, которые отвечают своему служебному назначению при наименьшей себестоимости.

Технология машиностроения - отрасль науки, которая занимается изучением закономерностей, действующих в процессе изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения системы качеств машин при наименьшей себестоимости.

Слово "технология" заимствовано из греческого языка (techne - искусство, мастерство; logos - обучение, учение, наука) и в переводе означает - наука о мастерстве или обучении, учении, о ремесленном искусстве.

Развитие технологии машиностроения как науки связано с появлением развитой промышленности. Исторический путь развития и усовершенствования технологии машиностроения является темой самостоятельного исследования и может составить целый раздел истории развития человеческого общества. Начало приобретения человеком навыков и знаний по обработке материалов и изготовлению из них изделий можно смело отнести к времени первобытного общества. На протяжении многих веков шло накопление этого опыта в виде рецептов и передачи опыта от поколения к поколению. Успешные действия металлургов прошлого основывались на наглядно-чувственном способе технического мышления, внешней формой которого служил рецепт.

По отношению к донаучному этапу технической деятельности понятие рецепта… наполняется существенно другим содержанием, чем по отношению к его современным нормам. Сейчас в нашем понимании рецепт или рецептурность есть действительно слепой эмпиризм, сборник сведений на все случаи жизни или правило обыденного сознания. В условиях же донаучного сознания рецепт, эта элементарная абстракция в форме числового отношения… образует некоторую первичную разновидность технического языка, возникающего как средство достижения определенной цели.

В прошлом технология машиностроения получила наибольшее развитие в мастерских и заводах, где изготовлялись различные виды оружия в количествах больших, чем любые другие изделия. История хранит много уникальных достижений технологии. Практически во всех исторических музеях можно встретить коллекции древнего оружия. Более 400 лет находится в Московском Кремле знаменитая Царь-пушка массой 40 тонн, отлитая Андреем Чоховым в 1587 году и Царь-колокол массой 200 тонн, изготовленный знаменитыми «литейными» людьми - Иваном и Михаилом Моториными в первой половине ХVІІІ века. В 1761 году на Тульском заводе ружей впервые в мире было разработано и внедрено изготовление взаимозаменяемых деталей и их измерение калибрами.

Развитием технологии машиностроения занимались выдающиеся личности: А.К. Нартов (1693-1756), М.В. Ломоносов (1711-1765) и многие другие. Как правило, это были разносторонне талантливые люди. Например, А.К. Нартов - "Петра Великого механик и токарного искусства учитель" не только сам изобретал станки, в том числе и токарный станок с механическим суппортом, машины для монетного двора, механизм для подъема Царя-дзвона массой 200 т., но и в 1742-1743 г. руководил Академией наук и искусств. Разнообразие таланта М.В. Ломоносова широко известно и не нуждается в отдельном представлении. Имя этого гения известно всем еще со школьной скамьи.

Зарождение технологии машиностроения, как отрасли науки связывают с появлением трудов, содержащих описание опыта производственного процесса.

Впервые сформулировал положение о технологии и определил, что «технология – наука о ремеслах и заводах» в 1804 г. академик В.М.Севергин. А в 1817 г. впервые был изложен опыт производства профессором Московского университета И.А. Двигубским в книге «Начальные основания технологии или краткое описание работ, на заводах и фабриках производимых».

Дальнейшее описание выполнено Тиме И.А. (1838-1920 г.г.) в первом капитальном труде «Основы машиностроения. Организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производство в них работ», которая была напечатана в 1885 г. в трех томах. Научный труд профессора А.П. Гавриленко (в 1861-1914 г.) "Технология металлов" долгие годы была основным курсом подготовки нескольких поколений российских инженеров.

Затем появились работы не просто обобщающие опыт, но и выявляющие общие зависимости и закономерности. Соколовский А.П. в 1930-1932 г.г. издал первый труд по технологии машиностроения. В 1933 г. появился труд Каширина А.И. «Основы проектирования технологических процессов» и «Теория размерных цепей», разработанная Балакшиным Б.С., а в 1935г. – «Технология автотракторостроения», в котором Кован В.М. и Бородачев Н.А. занимались анализом качества и точности производства. Исследованием жесткости, применительно к станкам, в 1936 г. занимался Вотинов К.В. Работы Зыкова А.А. и Яхина А.Б. положили начало анализу причин возникновения погрешностей при обработке. В 1959 г. Кован В.М. разработал методику расчета припусков. Исследования в области технологии машиностроения продолжили Глейзер Л.А., Корсаков В.С., Колесов И.М., Чарнко Д.В., Хабаров Н.Н. и др.,

Основные достижения технологической науки приходятся на 20 век. Предпосылками этому явились: бурное развитие промышленности, появление сети проектных институтов, увеличение сети высших и средних специальных заведений, школ, курсов мастеров и рабочих. Одним из главных основоположников науки “Технология машиностроения” является профессор А.П. Соколовский. Его первые научные труды вышли в 1930-1932 г. Приблизительно в это время появляются работы профессоров О.И. Каширина и В.М. Кована, которые обобщили к тому времени опыт автотракторной промышленности. В 1933 году профессор Б.С. Балакшин публикует результаты своих теоретических исследований по теории размерных цепей, что обеспечило повышение качества и точности изготовления машин. Начало научному анализу причин возникновения погрешностей обработки и сборки положили работы профессоров М.А. Бородачева, К.В. Вотинова, А.А. Зыкова, А.Б. Яхина и других ученых. В 1959 году вышел из печати учебник профессора В. М. Кована "Основы технологии машиностроения", который содержал основные научные положения технологии и методики решения технологических задач, общих для различных машиностроительных отраслей.

На развитие технологии машиностроения оказывали и оказывают существенное влияние достижения выдающихся специалистов других смежных наук. К наиболее известным из них нужно отнести таких выдающихся ученых.

В.И. Дикушин - академик, Герой Социалистического труда, руководитель проекта агрегатирования станков, главный инженер проекта первого автоматизированного завода поршней, директор института ЭНИМС;

Л.Ф. Верещагин - академик, Герой Социалистического труда, руководитель работ, которые привели к созданию в 1960 г. искусственных бриллиантов;

В.Н. Бакуль - академик, Герой Социалистического труда, руководитель работ по реализации промышленного синтеза алмазов. В Киеве им был создан институт сверхтвердых материалов, который в настоящее время относится к национальной академии наук Украины и носит название ИСМ НАНУ им. В.Н. Бакуля.

Е.О. Патон - академик, Герой Социалистического труда, один из творцов Дрезденського вокзала, специалист мостостроитель. В 60 лет изменяет направление научных интересов и занимается электросваркой. Организатор первого в мире института электросварки в г. Киеве, который в настоящее время носит его имя. В 70 летнем возрасте изобрел способ сварки под флюсом. В 80 лет (в 1950 г.) руководит проектированием и строительством первого в стране цельносварного моста через Днепр. Мост назван именем Е.О.Патона.

Л.М. Кошкин – академик, автор создания оборудования принципиально нового типа – роторных и роторно-конвеерных линий, в которых обработка заготовок проводится в процессе их транспортировки.

А.О. Маталин - д.т.н., профессор – положил начало школе по исследованию технологических средств обеспечения качеств поверхности и изучения их влияния на эксплуатационные характеристики детали.

В.С. Корсаков - д.т.н., профессор - разрабатывал теоретические основы проектирования приспособлений, расчета точности технологических процессов, занимался вопросами их автоматизации.

Б.С. Балакшин - д.т.н., профессор - Лауреат Ленинской премии в 1972 году, как уже упоминалось выше, родоначальник размерного анализа, руководитель работ по адаптивному управлению станками.

С.П. Митрофанов - д.т.н., профессор - Лауреат Ленинской премии в 1957 году, автор идеи групповой формы организации серийного производства как развитие идеи профессора А.П. Соколовского относительно типизации технологических процессов.

Г.К. Горанский – член- корреспондент АН БССР - один из первых идеологов создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

Этот перечень самых выдающихся ученых в области теории ТМ можно продолжать. В настоящее время научные исследования в этой сфере проводятся во многих исследовательских и учебных заведениях различных городов Украины, России, а также в других городах как ближнего, так и дальнего зарубежья.

Технология машиностроения как наука (в современном понимании) прошла в своем развитии несколько этапов. Маталин А.А., автор одного из учебников по технологии машиностроения, выделяет четыре этапа.

Первый этап (до1929-1930г.г.) характеризуется накоплением отечественного и зарубежного производственного опыта изготовления машин. Публикуются описания процессов обработки различных деталей, применяемого оборудования и инструментов. Издаются руководящие и нормативные материалы ведомственных проектных организаций страны.

Второй этап (1930-1941г.г.) характеризуется обобщением и систематизацией накопленного производственного опыта и началом разработки общих научных принципов построения технологических процессов.

Третий этап (1941-1970г.г.) отличается интенсивным развитием технологии машиностроения, разработкой новых технологических идей и формированием научных основ технологической науки.

Четвертый этап – с 1970 г. По настоящее время отличается широким использованием достижений фундаментальных и общеинженерных наук для решения теоретических проблем и практических задач технологии машиностроения.

РЕЗЮМЕ. В настоящем разделе изложена последовательность развития теоретических представлений о технологии машиностроения, определяющей пути развития творческой активности инженеров в направлении предсказания источников, мотивов и путей развития станкостроения на протяжении современной истории человечества и на ближайшее будущее. Можно сделать текущий вывод о взаимном влиянии теории технологии машиностроения и практики машиностроительной отрасли.