І Г Дейнека - Аналіз теоретичних основ про вивчення впливу агресивних середовищ на матеріали з полімерним покриттям - страница 12

О двух видах дифференциации инженерной деятельности. В настоя­щее время имеет место прогрессирующая активная дифференциация любых видов деятельности, проявляющаяся во все большей их специализации, следст­вием которой в конечном итоге являются трудности понимания между специали­стами даже близких сфер деятельности. В частности, это относится к инженер­ной деятельности, которая при своем зарождении предполагала некое единство, на что бы эта инженерная деятельность ни была направлена, но затем, в про­цессе развития, указанное единство инженерной деятельности подверглось раз­рушению, приведя к соответствующей дифференциации. В этой связи отметим, что существовавшее еще в начале двадцатого века единство инженерной дея­тельности позволяло, например, инженеру, успешно работавшему на заводе по производству швейных машинок, успешно работать и при организации городско­го электрического транспорта [1].

При этом по отношению к инженерной деятельности дифференциация обычно понимается как специализация-дифференциация, то есть - как разделе­ние традиционных специальностей инженерной деятельности на новые специ­альности, что можно рассматривать, если в специализации выделить конкретное содержание как дифференциацию инженерной деятельности по содержанию (рис. 1).

I-1 I СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 1 I

| СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 2 Г СПЕЦИАЛЬНОСТЬ k I СПЕЦИАЛЬНОСТЬ k+1

Рис. 1. Дифференциация инженерной деятельности по содержанию

ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ специализация

Но если в инженерной деятельности выделять содержание, то в ней можно выделить и форму, развитие которой представляет второй вид специализации-дифференциации инженерной деятельности - дифференциацию инженерной деятельности по форме. А именно под дифференциацией инженерной деятель­ности по форме примем выделение в деятельности человека, связанной непо­средственно и опосредовано с техникой, следующих составляющих (рис. 2): обыденной (повседневная инженерная практика); творческой (техническое твор­чество); познавательной (техническая наука).

ИНЖЕНЕРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ТЕХНИЧЕСКАЯ НАУКА

специализация

ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО

ПОВСЕДНЕВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Рис. 2. Дифференциация инженерной деятельности по форме

Из приведенного разделения дифференциации инженерной деятельности на виды (по содержанию и форме) уже можно увидеть некоторую общность при решении задач в инженерной практике и в технических науках, связанную с тем, что инженерная практика имеет одной из своих составляющих техническую нау­ку, представляющую собой специализацию инженерной деятельности. Здесь, впрочем, возникает вопрос о том, каким образом, собственно, техническая наука включена в инженерную деятельность, поскольку мало просто указать, что тех­ническая наука возникает как специализация инженерной деятельности ввиду все-таки очевидной специфики технических наук.

О специализации по форме технических наук. Если принять предложен­ную дифференциацию инженерной деятельности по форме, то в этом случае техническая наука представляется как нечто вершинное в инженерной деятель­ности. На практике это приводит к противопоставлению технической науки как чего-то творческого инженерной практике.

Но, во-первых, техническая наука есть не просто составляющая специали­зации инженерной деятельности, а такая ее составляющая, которая без самой этой деятельности не может возникнуть (объект и предмет для технической нау­ки дает именно инженерная практика, создающая технику и технологии). Во-вторых, сама техническая наука, развиваясь, так же претерпевает специализа­цию-дифференциацию, как и любой вид деятельности (на это уже указывалось выше).

При этом, что касается специализации по содержанию, то она, как и инже­нерная деятельность, есть выделение в технических науках тех или иных ее специальностей. Что же касается специализации-дифференциации технических наук по форме (в процессе их развития), то для нее можно указать следующие составляющие:

- обыденную деятельность (практика решения текущих задач обеспечения научной деятельности в области технических наук);

- синтезирующую деятельность (решение собственно научных задач созда­ния новых научно обоснованных математических моделей техники и техноло­гий);

- аналитическую деятельность (разработка основ технических наук).

В связи с приведенной дифференциацией технических наук отметим, что разработка основ технических наук как теоретическая работа (разработка теорий для описания физических процессов и явлений в технике и технологиях) не яв­ляется делом, как может показаться, только физико-математических наук, хотя эти науки и дают определенный материал для выработки теоретических основ технических наук. При этом как технические науки представляются чем-то вер­шинным для инженерной деятельности, так и физико-математические науки обыкновенно представляются чем-то вершинным (первичными) по отношению к техническим наукам. Но, как и при рассмотрении связи технических наук и инже­нерной деятельности, связь физико-математических наук с техническими наука­ми не является связью подчинения, а в свете сказанного можно даже говорить о том, что физико-математические науки в определенном роде вторичны по от­ношению к техническим наукам. Впрочем, связь технических и естественных на­ук - это отдельная тема.

Сравнение специализаций по форме в инженерной деятельности и в технических науках. В анализ дифференциации технических наук и инженер­ной деятельности по форме укажем, что их можно сопоставить между собой, ес­ли учесть, что:

- и в технических науках, и в инженерной деятельности есть определенная обыденность (рутина), порождающая соответствующую специализацию научных и инженерных работников;

- и в технических науках и в инженерной деятельности можно указать на творческую составляющую, предполагающую получение нового результата, ко­торый достигается в итоге также работниками с определенной специализацией;

- и в технических науках и в инженерной деятельности имеется возмож­ность получения такого нового результата, который предполагает выход на ка­чественно иной уровень деятельности, что также требует определенной специа­лизации соответствующих работников.

Именно выделение указанной специализации работников в технических науках и инженерной деятельности есть то общее, что обуславливает и опреде­ленную общность качественных характеристик результатов этих видов деятель­ности: обыденность, совершенствование, принципиальную новизну.

Общим также является противопоставление (явное или неявное) обыден­ности (повседневности) и творческой деятельности (то есть синтезирующей дея­тельности), что связано с определенной оценкой результатов этой деятельности (обыденности при этом имеет, как правило, негативную оценку). Причем в этом противопоставлении и инженерная деятельность и технические науки дают не­который неизменный образ мира техники, что позволяет выделить в повседнев­ности (обыденном) повторяющиеся феномены (наука вообще занимается лишь чем-то повторяющимся). В итоге появляется основа для методологического обоснования этих видов деятельности, позволяющая осознать их не просто как совокупность определенных навыков, передаваемых в пределах соответствую­щей группы работников, а как такой опыт человеческой деятельности вообще, который имеет познавательную ценность в каждом своем результате, как ото­бражение состояния мира техники и человека среди этой техники.

То есть и инженерная деятельность и технические науки в указанном про­тивопоставлении решают одинаковую проблему (неизбежную), сводящуюся к пониманию (осознанию) мотивов деятельности, что, в свою очередь, дает и воз­можность оценки результатов деятельности.

О внедрении результатов технических наук в практику. Приведенную дифференциацию технических наук можно сопоставить с известным разделени­ем наук на индуктивные (получение результата из анализа данных обыденного наблюдения) и дедуктивные науки (получение результата из общих посылок как синтез этого результата). И в том и другом случае (индуктивное или дедуктивное получение результата) техническая наука не может дать абсолютный результат. Это проявляется в непосредственной инженерной практике в виде релятивизма научного знания (относительная истинность его).

Именно этот релятивизм (явно или неявно) является той основой, на кото­рой строится известное предубеждение инженерных практических работников по отношению к технической науке. Еще одной такой основой является сложность технической науки (особенно в обосновании ее результатов) и относительная простота того, с чем сталкивается практикующий инженер в своей повседневной деятельности.

При этом имеет место ситуация, аналогичная известной ситуации, которая наблюдается во взаимоотношениях ученых, добывающих свои результаты тео­ретическими методами (теоретики), и учеными, добывающими свои результа­ты путем экспериментирования (экспериментаторы):

- первые (теоретики), понимая объективную ограниченность теоретиче­ских методов, обычно полностью доверяют результатам экспериментаторов;

- вторые (экспериментаторы), понимая объективную ограниченность экс­перимента, обычно полностью доверяют теоретическим результатам.

То есть в нашем случае ученые в области технических наук, понимая отно­сительность своих результатов (получены на основе исследования моделей), больше доверяют результатам практики (инженеров-практиков). Практики же (инженерные работники), не доверяя в обыденном смысле науке (сложность ре­зультатов, приводящая к их не пониманию, и в конечном итоге к их неприятию), тем не менее относятся к ее результатам как научно обоснованным.

Здесь, в связи с рассмотрением связи технических наук и инженерной дея­тельности, уместно попытаться ответить на вопрос о том, что может и должна давать наука практике в решении инженерных задач?

Если исходить из того, что одной из задач, решаемых наукой, является за­дача систематизации материала, то уже здесь, как представляется, мы встреча­емся с трудностями сделать такую систематику полезной для практиков, но и имеем первую возможность указать на такую полезность.

Например, рассмотрим систематизацию инженерных задач. В настоящее время к таким задачам относят, в частности, задачу утилизации, которую ставят в один ряд с традиционными инженерными задачами проектирования и конст­руирования. Причем и утилизация, и проектирование, и конструирование рас­сматриваются как специализации непосредственной инженерной деятельности. Используем теперь указанную выше возможность разделения специализации инженерной деятельности по содержанию и форме, отнести утилизацию к спе­циализации не по содержанию (утилизация отдельных видов техники), а - к спе­циализации по форме. Тогда, на основе этого, можно уже аргументировано сде­лать научно обоснованный вывод о необходимости подготовки специалистов в области утилизации вообще, а не рассматривать утилизацию как одну из задач будущей деятельности при подготовке специалистов для каждой из известных технических специальностей. Таким образом, имеем некоторую полезную отда­чу от классификации.

При этом соответствующая полезность указана здесь потому, что автор не­посредственно работает в системе высшего образования.

Как представляется, и в общем случае, находить эвристическую ценность научных классификаций и других результатов технических наук для решениясвоих задач должны сами практики (заметим, что по отношению к естественным наукам последнее не вызывает возражений). В самом деле:

- даже самая прикладная наука является по отношению к решению практи­ческих задач инженерной деятельности в некотором смысле фундаментальной наукой, поскольку получает свой результат в форме (обобщенная модель), кото­рая не позволяет обычно непосредственно использовать его на практике (требу­ется адаптация обобщенной модели к конкретным условиям технической зада­чи);

- любая техническая наука как наука дает лишь гипотезы о реальности (мо­дели реальности), создавая которые исследователь, конечно же, стремится и к максимальной адекватности в описании реальности, и к пониманию реальности (при этом адекватность является лишь условием научного понимания).

Иначе, техническая наука имеет своей направленностью решение в первую очередь задачи понимания того, что происходит в тех или иных объектах техни­ки и технологий, а как использовать это понимание на практике - это уже другая задача (инженерная задача). В технической науке имеет место и создание мо­дельных описаний реальности, но в силу общности таких описаний они, при практическом своем использовании, требуют учета конкретных условий соответ­ствующей технической задачи, которую формулируют в процессе инженерной деятельности, что обуславливает необходимость решения этой задачи как ин­женерной задачи.

В итоге получается, что не работники технических наук должны внедрять свои результаты в практику, а инженеры в своем творчестве (а инженерная деятельность - это творчество) должны брать (находить) и использовать ре­зультаты технических наук для решения задач инженерной деятельности (инже­нерных задач). Причем такое использование следует рассматривать как инже­нерную задачу, решение которой требует специальной подготовки. Именно та­кую подготовку и должен давать технический университет, в котором специаль­ная подготовка инженерных кадров, конечно же, отличаясь в целом от подготов­ки научных работников (соответствующие различия указаны в [2]), должна учи­тывать определенную общность инженерной практики и технических наук, рас­смотренную в данной работе.

Выводы. 1. Инженерная деятельность и технические науки в своем разви­тии имеют сопоставимые по форме составляющие специализации, что обуслав­ливает их общность как обыденной практики и творчества и может служить ос­новой дальнейшего анализа их взаимосвязи.

2. Техническая наука может лишь дать определенный результат, примене­ние которого на практике является уже инженерной задачей.

Литератур

1. Доллежаль Н.А. У истоков рукотворного мира: Записки конструктора. - М.: Знание, 1989.- 256 с.

2. Бранспиз Ю.А. Различие инженерных и научных задач - различие в подготовке соот­ветствующих кадров // Проблеми інженерної педагогічної освіти. - 2005. - №10. - С. 39-40.

УДК 621.923:621.90.17

Братан С.М.

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПРИ ОБРАБОТКЕ ИЗДЕЛИЙ НА ОПЕРАЦИЯХ ЧИСТОВОГО И ТОНКОГО ШЛИФОВАНИЯ

Представлена методика решения проблемы обеспечения стабильно­сти заданных параметров качества поверхностей при высокопроизво­дительном чистовом и тонком шлифовании на основе расчета пре­дельных граничных циклов программного управления и динамической стабилизации поведения технологической системы. Рис. 5, ист. 5.

Анализ операции шлифования показывает, что существует несколько воз­можных вариантов траекторий (технологических циклов), обеспечивающих полу­чение детали в соответствии с требованиями чертежа и технических условий. При проектировании технологических процессов вынужденно задаются завы­шенные запасы по отношению к ограничениям, учитывающим возможное некон­тролируемое влияние возмущающих факторов, неточности математических мо­делей и методик построения циклов управления операцией. Такие технологиче­ские режимы обычно называют «граничными» технологическими циклами [1].

Параметры деталей, полученные в таких условиях обработки, не обладают стабильностью показателей качества. Этот факт подтверждается для разных способов обработки, например [3], и непосредственно для операций шлифова­ния - результатами, полученными в работе [4] (рис. 1).

45,786 мм

s с: id

» 45,778

О. II Ї

£ 45,770

45,762 _

2       4       6       8       10      12      14      16      18 20

Порядковый номер детали Рис. 1. Рассеяние размеров при шлифовании

Необходимое качество обработки изделий в настоящее время чаще всего обеспечивается не адекватным математическим описанием объекта и управле­нием, а избыточными затратами технологических ресурсов (времени обработки, применением дополнительных доводочных процедур, нерациональным расхо­дованием материала круга и т.п.) [2].

Целью данной работы является разработка методики решения проблемы обеспечения стабильности заданных параметров качества поверхностей при высокопроизводительном чистовом и тонком шлифовании.

імені Володимира Даля № 1 (107) 2007

Для повышения эффективности операций чистового и тонкого шлифования пытаются применять различного рода автоматические системы. При этом в за­висимости от уровня априорной и рабочей информации возможно несколько си­туаций:

- состояние технологической системы известно, изменениями параметров системы можно пренебречь;

- состояние технологической системы известно, изменениями параметров системы пренебречь нельзя;

- состояние технологической системы неизвестно, изменениями парамет­ров системы можно пренебречь;

- состояние технологической системы неизвестно, изменениями парамет­ров системы пренебречь нельзя.

Для первого из рассмотренных случаев используются системы программно­го управления, для второго - системы управления по возмущению, для третьего - системы управления по отклонению, для четвертого - системы с комбиниро­ванным управлением [5].

При чистовом и тонком шлифовании наибольшее распространение (до 70% оборудования) получили системы программного управления, которые выполня­ют свои функции по заранее заданному закону (определяемому выбранным тех­нологическим циклом) без каких-либо изменений последовательности отдель­ных этапов или режимных параметров, несмотря на возможные изменения усло­вий фактического протекания процесса. Эти системы функционируют на основе априорной информации. Сведения о возмущающих воздействиях и управляемых величинах не используются.

В системах с управлением по возмущению управляющее воздействие фор­мируется в автоматическом управляющем устройстве (АУУ) на основе контроля внешних возмущающих воздействий. Достоинством систем, использующих этот принцип управления, является их простота и быстрота реакции на возмущения. Недостаток (так же, как и для систем программного управления) - требование строгого соответствия параметров объекта и закона, формирующего работу АУУ. Неточное определение их при проектировании или изменение параметров объекта в процессе эксплуатации приводит к значительным отклонениям управ­ляемой величины и потере стабильности параметров качества изделий.

При проектировании операций шлифования широкое распространение по­лучили системы, использующие принцип управления по отклонению - разности между заданным и действительным значениями контролируемой величины. Ме­нее жесткие требования предъявляются к соответствию параметров АУУ и объ­екта управления, поскольку появившееся в результате этого несоответствия от­клонение будет ликвидировано. Однако в самом принципе управления заложен и основной недостаток рассматриваемых систем. При быстром изменении воз­мущающих воздействий и инерционном объекте управляющие воздействия за­паздывают. Кроме того, эти системы по своей природе склонны к колебаниям.

Возможно и одновременное использование рассмотренных принципов при комбинированном управлении.

При производстве изделий стремятся реализовать граничный технологиче­ский цикл (программу управления) [5]. Методика построения и расчета таких циклов определяется адекватностью моделей, характеризующих технологиче­ский процесс, возможностью получения соответствующей рабочей информации и условиями осуществления технологической операции с минимальными откло­нениями от заданных циклом значений.

Однако одним и тем же термином "граничные" характеризуются циклы, су­щественно отличающиеся друг от друга режимами обработки, что вызывает по­требность различать такие циклы введением некоторого признака. В качестве последнего может быть использован уровень запасов по отношению к ограниче­ниям. Введение такого показателя указывает на то, что существуют и предельно достижимые (при данных условиях шлифования, уровне априорной и рабочей информации, средствах измерений и управления оборудованием) технологиче­ские циклы.

Часть параметров, представленных в этих уравнениях и необходимых для построения системы управления, не доступна прямому измерению.

К числу таких параметров относится фактическая глубина резания, от ди­намики которой, как было показано выше, в существенной степени зависит ста­бильность параметров качества поверхностей при чистовом и тонком шлифова­нии. Однако вследствие относительной малости зоны контакта непосредствен­ное измерение в этой зоне фактической глубины резания tf прямыми методами весьма затруднительно, что приводит к необходимости косвенных или совокуп­ных измерений.

Одним из путей оценки (диагностики) tf является определение координат центров круга и детали при известном начальном значении межцентрового рас­стояния и скорости его изменения. Такие измерения невозможно осуществить точно вследствие того что ряд факторов, воздействующих на процесс обработки, не имеющих закономерного характера, оказывает существенное влияние на по­грешность измерений. В частности, случайным оказывается как текущее откло­нение радиус-вектора шлифовального круга, так и текущее значение радиус-вектора детали.

Похожие статьи

І Г Дейнека - Дослідження ступеня надійності кислотозахисних костюмів від волокнистого складу текстильних матеріалів

І Г Дейнека - Аналіз теоретичних основ про вивчення впливу агресивних середовищ на матеріали з полімерним покриттям