ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ. Η Επιστήμη της Καινοτομίας για τον Άνθρωπο. Γιώργος Μπεργελές Διπλ/χος Μηχανολόγος Μηχανικός Ε.Μ.Π, M.Sc, DIC, Ph.D., D.

Transcript

1 ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ Η Επιστήμη της Καινοτομίας για τον Άνθρωπο Γιώργος Μπεργελές Διπλ/χος Μηχανολόγος Μηχανικός Ε.Μ.Π, M.Sc, DIC, Ph.D., D.Sc(Eng), FIMechE Καθηγητής Ε.Μ.Π (Ηλεκτρικό αυτοκίνητο σχεδίασης εργαστηρίου Αεροδυναμικής Ε.Μ.Π) (Α/K σχεδίασης εργαστηρίου Αεροδυναμικής Ε.Μ.Π) (BerCar-Τρίκυκλο πόλης) Νέος Εναλλάκτης Θερμότητας (πατέντα εργαστ. Αεροδυναμικής) Σεπτέμβριος 2004

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το μάθημα «Εισαγωγή στη Μηχανολογία» δεν προσφέρει Επιστημονικές Γνώσεις στη Φυσική ή στα Μαθηματικά ούτε εργαλεία σχεδίασης στη Μηχανολογία, στις φυσικές διεργασίες ή στη κατασκευή προιόντων. Παρουσιάζει τα αντικείμενα επιστημονικής δράσης του Μηχανολόγου Μηχανικού και το επιστημονικό του υπόβαθρο. Τονίζει τις δεξιότητες του Μηχανικού που απαιτούνται για την άσκηση του επαγγέλματός του και την δομή της εκπαίδευσης που απαιτείται προκειμένου να αποκτηθούν οι δεξιότητες αυτές. Επίσης τονίζει την «κοινωνική ευθύνη» του Μηχανικού στην άσκηση του επαγγέλματός του. Έτσι το μάθημα «Εισαγωγή στη Μηχανολογία» είναι ένα μάθημα αυτογνωσίας του Μηχανικού και οριοθέτησης του επιστημονικού αντικειμένου της Μηχανολογίας. Όσον και αν εκ πρώτης όψεως φανεί παράξενο, από τις δεξιότητες του Μηχανικού που θεωρούνται πρώτης προτεραιότητας, οι πλέον βασικές είναι η ικανότητα επικοινωνίας του και η χρήση της πληροφορικής ως επαγγελματικού εργαλείου. Μετά ακολουθούν οι δεξιότητες που έχουν σχέση με τον επιστημονικό κλάδο και στην περίπτωσή μας τη Μηχανολογία. Η ανάγκη επικοινωνίας του Μηχανικού με Μηχανικούς είτε της ίδιας επιστημονικής ειδικότητας είτε άλλων ειδικοτήτων οφείλεται σήμερα στην διεπιστημονικότητα των προβλημάτων και στην ανάγκη επίλυσής των μέσω συνεργασιών και ομαδικής εργασίας. Η ικανότητα χρήσης της πληροφορικής προκύπτει από την επικοινωνία ανθρώπου-υπολογιστή-μηχανής, την ανάγκη λειτουργίας του μηχανικού σε υπερτοπικό επίπεδο, τη παγκοσμιοποίηση της αγοράς (προμήθεια πρώτων υλών, ανταλλαγή πληροφοριών από βάσεις δεδομένων και πωλήσεων) χωρίς βέβαια να αναφερθεί η διασύνδεση ομάδων σχεδιασμού σε διαφορετικούς τόπους υπό τη μορφή «Εικονικού γραφείου σχεδιασμού» και η επικοινωνία μέσω διαδικτύου. Η βασική δεξιότητα του Μηχανικού πρέπει να είναι η δεξιότητα της Καινοτομίας. Η Μηχανολογία είναι η κατ εξοχή επιστήμη της Καινοτομίας με τη δημιουργία νέων ή βελτιωμένων βιομηχανικών προιόντων ή διεργασιών που πάντα στόχο έχουν την βελτίωση της ποιότητας της ζωής του ανθρώπου. Η εποχή που ζούμε χαρακτηρίζεται από την πληροφορική επανάσταση, αν προσέξουμε όμως καλύτερα θα δούμε οτι μάλλον χαρακτηρίζεται από την καινοτομία στη σχεδίαση νέων προιόντων και την γρήγορη εισαγωγή των στην αγορά πάντα με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας ζωής των Ανθρώπων. Ο Μηχανολόγος Μηχανικός πάντα ήταν ο Καινοτόμος Μηχανικός, ο μηχανικός που δημιουργούσε νέα προιόντα ή προωθούσε καινοτόμους λύσεις και η Μηχανολογία στη σημερινή εποχή υφίσταται 2

3 ριζική μεταμόρφωση γιατί έχει στη διάθεσή της εργαλεία πληροφορικής που επιτρέπουν την γρήγορη κατασκευαστική υλοποίηση της καινοτόμου ιδέας και την προώθηση του προιόντος στην αγορά. Πολλοί από αυτούς που εισάγονται στις σχολές Μηχανολόγων της χώρας δεν έχουν σωστή γνώση της επιστήμης που πρόκειται να σπουδάσουν ή και αρκετοί νομίζουν ότι η Μηχανολογία είναι για εσωτερικές εγκαταστάσεις κτηρίων ή για συντήρηση και επισκευή μηχανημάτων. Αν και οι περιοχές αυτές ανήκουν στη σφαίρα δράσης του Μηχανολόγου Μηχανικού αξίζει το κόπο να ασχοληθεί κανένας μαζί τους μόνο αν εισαχθούν αρχές καινοτομίας στον σχεδιασμό τους, όπως συστήματα CAD, για τη τρισδιάστατη απεικόνιση της διαδρομής των δικτύων στο κτήριο, της εφαρμογής παθητικών συστημάτων ψύξης και θέρμανσης, της βιοκλιματικής ή αρχών ολικής ποιότητας στη μηχανολογική συντήρηση ή και αρχών προληπτικής συντήρησης και αντικατάστασης για ελαχιστοποίηση κόστους. Η Μηχανολογία αναφέρεται κυρίως στην κατασκευή προιόντων, συσκευών και εργαλείων, στην Ρομποτική, στην Μηχανοτρονική, στη βέλτιστη λειτουργία μηχανημάτων, στην παραγωγή και τη χρήση της ενέργειας, στην προστασία του περιβάλλοντος, στην διοίκηση και οργάνωση επιχειρήσεων, αλλά Μηχανολογία είναι κυρίως η Καινοτομία στους παραπάνω κλάδους και ο επιτυχημένος Μηχανολόγος Μηχανικός είναι ο Καινοτόμος Μηχανικός. Στην περίοδο που ζούμε, αυτή της μετάβασης από την βιομηχανική κοινωνία στην κοινωνία της γνώσης, οι διεργασίες κατασκευής θα εντατικοποιηθούν και θα υποστούν αλλαγές βασισμένες στην καινοτομία. Η κλίμακα αλλαγών θα είναι ανάλογη με αυτή της γεωργικής εποχής. Μήπως η γεωργία σταμάτησε με την βιομηχανική επανάσταση; Όχι, απλά στη γεωργική εποχή το 90% του πληθυσμού παρήγε το 100% της τροφής, ενώ τώρα το 3% παράγει το 120%. Στην εποχή της πληροφορικής και ειδικότερα στις προηγμένες χώρες η εστίαση της παραγωγής θα μετατοπισθεί από την κατασκευή, μαζική παραγωγή του προιόντος, στον σχεδιασμό του προιόντος καθώς και στην κατασκευή ειδικευμένων προιόντων και εργαλείων απαραίτητων για την υποστήριξη της μαζικής παραγωγής. Έτσι φαίνεται οτι στην κοινωνία της γνώσης έχουμε για πρώτη φορά μια οικονομία που θα βασίζεται όχι στην πρώτη ύλη αλλά στη γνώση ( π.χ λογισμικό) που όχι μόνο είναι αναλώσιμη (τεχνολογική παλαίωση) αλλά και αυτοδημιουργούμενη. Συγχρόνως η μαζική παραγωγή προιόντων θα μεταφερθεί (ήδη μεταφέρεται) στις υπό ανάπτυξη χώρες με φθηνά εργατικά και διαθέσιμη φθηνή πρώτη ύλη. 3

4 Η Πανεπιστημιακή εκπαίδευση είναι εκπαίδευση με προυπόθεση ελευθερίας. Δεν υπάρχει το στοιχείο του πειθαναγκασμού στη μάθηση. Είναι εκπαίδευση όπου το μαθησιακό προφίλ διαμορφώνεται από τον ίδιο τον εκπαιδευόμενο. Το μοντέλο αυτό είναι τελείως διαφορετικό από το μοντέλο της αυστηρά ελεγχόμενης Λυκειακής εκπαίδευσης και πολλές φορές αυτή η εκπαιδευτική ελευθερία δεν γίνεται σωστά αντιληπτή από τους φοιτητές και οδηγεί σε μη ελεγχόμενες καταστάσεις από άποψη εκπαιδευτικής διαδικασίας. Η δεύτερη ουσιαστική διαφοροποίηση της Πανεπιστημιακής έναντι της Λυκειακής εκπαίδευσης είναι η πολλαπλή βιβλιογραφία. Στην πανεπιστημιακή εκπαίδευση είναι απαραίτητη η πολλαπλή βιβλιογραφία, η οποία σήμερα με την ύπαρξη των εικονικών βιβλιοθηκών μπορεί να ικανοποιηθεί ακόμα και από το σπίτι μας ή το χώρο εργασίας μας. Η δυνατότητα που υπάρχει σήμερα στην επίσκεψη των βιβλιοθηκών πραγματικών πανεπιστημίων ή εικονικών βιβλιοθηκών εικονικών πανεπιστημίων παρέχει στον φοιτητή την παγκοσμιοποιημένη εκπαίδευση και τη συνειδητοποίηση ότι λειτουργεί σε ενοποιημένη και ανταγωνιστική αγορά εργασίας, προιόντων και υπηρεσιών. Σίγουρα η εκπαίδευση του Μηχανολόγου Μηχανικού στη χώρα μας πρέπει να βρίσκεται μέσα στο πνεύμα μιας ενιαίας Ερωπαικής αγοράς όπου υπηρεσίες, προιόντα, σχεδιασμοί και καινοτομίες κυκλοφορούν με οικονομική αξία στο διαδίκτυο. Τα κεφάλαια του εγχειριδίου αυτού έχουν τη μορφή των διαλέξεων του μαθήματος. Κάθε κεφάλαιο πραγματεύεται αυτόνομα ένα θέμα μέσα σε μια δίωρη διάλεξη η οποία συνοδεύεται και από την ανάπτυξη αντιστοίχων παραδειγμάτων. Οι διαλέξεις καλύπτουν θέματα όπως: Δεξιότητες μηχανικού και εκπαιδευτική υποδομή, παρουσίαση βασικών μηχανολογικών συσκευών και εγκαταστάσεων, μηχανολογική προσέγγιση στην επίλυση προβλημάτων, μαθήματα από επιτυχημένες ή άστοχες μηχανολογικές συσκευές και εγκαταστάσεις, ο μηχανικός και το διαδίκτυο. Η καινοτομική σκέψη και ο καινοτόμος μηχανικός, αρχές γραπτής και προφορικής επικοινωνίας, επαγγελματικές αρχές μηχανικού και κώδικας ηθικής. Ιδιαίτερη επίσης έμφαση και ενθάρυνση δίνεται στην ανάπτυξη της πνευματικότητας του φοιτητή, η οποία μαζί με την κοινωνική συναίσθηση της αποστολής του διακρίνουν τον τεχνοκράτη μηχανικό από τον επιστήμονα μηχανικό, τον μηχανικό που μέτρο των πράξεών του έχει τον άνθρωπο ( π.χ ευαισθησία για το περιβάλλον), από τον τεχνοκράτη μηχανικό που αδιαφορεί για τις συνέπειες των πράξεων του, όπως τελευταία συμβαίνει στη περιοχή 4

5 της Γενετικής ή πρόσφατα με το περιβάλλον ή στη περίοδο του 1950 στην περιοχή της πυρηνικής φυσικής. Η εκπαίδευση του Μηχανολόγου Μηχανικού σε διάφορες χώρες στην κοινή αντίληψη των κοινωνιών των χωρών αυτών έχει διαφορετικύς στόχους. Δυστυχώς στη χώρα μας λόγω στρεβλής ανάπτυξης και του προστατευτισμού της παραγωγής και της οικονομίας γενικότερα θεωρούμε οτι ο Μηχανολόγος Μηχανικός προορίζεται κυρίως για συντήρηση μηχανολογικών εγκαταστάσεων, ενώ σε άλες χώρες, όπως στη Γαλλία, η εκπαίδευση του Μηχανολόγου οδηγεί στη δημιουργία Μηχανικών που προορίζονται για τα ανώτερα επίπεδα διοίκησης των επιχειρήσεων ή οργανισμών, ενώ στην Αμερική οδηγεί στη δημιουργία καινοτόμων επιχειρήσεων ή επιχειρήσεων υψηλής τεχνολογίας. Τα νέα προγράμματα σπουδών στη Μηχανολογία των Πανεπιστημίων της χώρας έχουν σαφώς υιοθετήσει τη Γαλλική και Αμερικανική φιλοσοφία και έχουν απελευθερωθεί από την εκπαίδευση μηχανικών κατάλληλων για κλειστή προστατευόμενη οικονομία παλαιού τύπου, αλλά για εκπαίδευση μηχανικών στην νέα οικονομία στην οποία επικρατεί είτε το θέλουμε είτε όχι η Παγκοσμιοποίηση, ο Ανταγωνισμός και η Καινοτομία. Η Μηχανολογία υφίσταται σήμερα μία ριζική αναμόρφωση και το εγχειρίδιο αυτό έχει σκοπό να τονίσει τον υπέροχο δρόμο της επαγγελματικής και επιστημονικής ενασχόλησης του Καινοτόμου Μηχανολόγου Μηχανικού. Γιώργος Μπεργελές Σεπτέμβριος

6 ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ Η Επιστήμη της Καινοτομίας για τον Άνθρωπο Περιεχόμενα: 1. Εισαγωγή-Μια πρώτη γεύση 2. Ο επιστήμονας μηχανικός και οι δεξιότητές του. 3. Φιλοσοφία εκπαίδευσης μηχανικού. 4. Καινοτομικές μηχανολογικές συσκευές και εγκαταστάσεις από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα. 5.Η Τεχνολογία τα επόμενα χρόνια. 6. Γνωριμία με τυπικές μηχανολογικές εγκαταστάσεις και υποσυστήματα. 7. Μαθήματα από επιτυχείς και άστοχες μηχανολογικές κατασκευές. 8. Μέθοδοι μάθησης και η καινοτομική σκέψη. 9. Η μηχανολογική προσέγγιση στην επίλυση τεχνολογικών προβλημάτων. 10. Αρχές επιτυχούς γραπτής και προφορικής επικοινωνίας. 11. Επαγγελματικές αρχές μηχανικού και κώδικας ηθικής. 12. Πιστοποίηση μηχανικού και εκπαίδευση δια βίου. 13. Ο μηχανικός και το διαδίκτυο- Πηγές πληροφόρησης 14. Η επαγγελματική απασχόληση του μηχανολόγου μηχανικού 6

7 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Α/Α Τίτλος Συγγραφέας Εκδ. Οίκος/έτος 1 Introduction to Engineering P.H.Wright John Wiley and Sons, Introduction to Engineering Design A. R. Eide et al McGraw Hill s Best, Case Studies in Engineering Design C. Matthews Arnold, Engineering Design K. Hurst Arnold, 1999 Principles 5 Design Paradigms H. Petroski Cambridge Univ., The Successful Engineer J.C. Martin McGraw-Hill, Public Speaking for P. Kenny A. Hilger Ltd., 1982 Scientists & Engineers 8 Creative Problem Solving E. Lumsdaine & M. Lumsdaine McGraw-Hill, ο Invention by Design H. Petroski Harvard University Press, o Studying at University K. Bucknal How to Books,1996 7