What Engineers Know and How They Know It
इंजीनियर क्या जानते हैं और वे इसे कैसे जानते हैंः वैमानिकी इतिहास से विश्लेषणात्मक अध्ययन (द जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी प्रेस, 1990) () एक कुशल व्यवसायी और प्रशिक्षक वाल्टर विन्सेन्टी (1917-2019) द्वारा 1908 से 1953 तक अमेरिकी वैमानिकी में इंजीनियरिंग अभ्यास पर लिखा गया एक ऐतिहासिक प्रतिबिंब है। यह अवधि विमानन की शुरुआत का प्रतिनिधित्व करती है जो अनिश्चितताओं और कई संभावित दुनिया के लिए कई रास्तों से भरी हुई थी। इस पुस्तक में इस अवधि के दो मुख्य निष्कर्ष लिए गए हैं। इस पुस्तक का पहला क्रम निष्कर्ष "इंजीनियर क्या जानते हैं" के बारे में है। वैमानिकी अभियान्त्रिकी के इतिहास से पाँच मामले अध्ययनों का उपयोग यह तर्क देने के लिए किया जाता है कि अभियान्त्रिकी अक्सर अपनी वैज्ञानिक खोजों की मांग करती है। इस प्रकार, इंजीनियरिंग को एक ज्ञान पैदा करने वाली गतिविधि के रूप में समझा जाना चाहिए जिसमें व्यावहारिक विज्ञान शामिल है लेकिन यह व्यावहारिक विज्ञान तक सीमित नहीं है। इस पुस्तक का दूसरा क्रम निष्कर्ष सभी इंजीनियरिंग की प्रकृति में पैटर्न को प्रकट करने के लिए एक ही मामले के अध्ययन का उपयोग करके "इंजीनियरों को कैसे पता चलता है" से संबंधित है। ये प्रतिरूप इंजीनियरिंग का एक "ज्ञानमीमांसा" बनाते हैं जो वैज्ञानिक विधि से कुछ अलग के रूप में एक "इंजीनियरिंग विधि" का मार्ग इंगित कर सकते हैं। वाल्टर विन्सेन्टी मानव इतिहास में तकनीकी नवाचार की दिशा को समझने के लिए एक सामान्य "भिन्नता-चयन मॉडल" के साथ काम समाप्त करते हैं। यह पुस्तक एक अभ्यासी और प्रशिक्षक द्वारा बताई गई कई अतिरिक्त टिप्पणियों और कहानियों से भरी हुई है। शायद यही कारण है कि स्ट्रक्चर्ड डिजाइन एंड प्रॉब्लम फ्रेम्स के लेखक डॉ. माइकल ए. जैक्सन ने एक बार इंजीनियरों को इस कथन के साथ एक मुख्य भाषण दिया, "विन्सेन्टी की पुस्तक पढ़ें। इसे ध्यान से पढ़ें। इसे सौ बार पढ़ें। लेखक वाल्टर जी. विन्सेन्टी (आमतौर पर अमेरिका में "विन-सेन-टी" या इतालवी में "विन-चेन-टी") (1917-2019) स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में वैमानिकी और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के प्रोफेसर एमेरिटस थे। 1987 में उन्हें "सुपरसोनिक विमान वायुगतिकी में अग्रणी योगदान और हाइपरसोनिक प्रवाह की भौतिक गैस गतिकी की मौलिक समझ के लिए" राष्ट्रीय अभियांत्रिकी अकादमी में शामिल किया गया था। उनके कार्यकाल के पहले भाग से उनकी महत्वपूर्ण पाठ्यपुस्तक है, भौतिक गैस गतिकी का परिचय (1 संस्करण 1965, दूसरा संस्करण 1975)। विन्सेन्टी के दो पूरे करियर थेः एक अत्याधुनिक वैमानिकी इंजीनियर के रूप में और दूसरा प्रौद्योगिकी के एक प्रमुख इतिहासकार के रूप में। इसने उन्हें इस बारे में सोचने के लिए एक दोहरी सुविधा प्रदान की कि तकनीकी नवाचार कैसे काम करता है। इसके अलावा, उन्होंने 1971 में मूल्य, प्रौद्योगिकी और समाज नामक एक स्टैनफोर्ड विषय की सह-स्थापना करके समाज के लिए इंजीनियरिंग की प्रासंगिकता को व्यापक बनाया-जिसे अब विज्ञान, प्रौद्योगिकी और समाज कहा जाता है। 90 साल की उम्र में उन्होंने विलियम एम. न्यूमैन के साथ अपना सबसे हालिया काम "ऑन एन इंजीनियरिंग यूज़ ऑफ इंजीनियरिंग हिस्ट्री" प्रकाशित किया, जो प्रौद्योगिकी और संस्कृति में दिखाई देता है। पृष्ठभूमि इंजीनियरों को क्या पता है पहली बार 1990 में प्रकाशित हुआ था जब श्री विन्सेन्टी एयरोस्पेस इंजीनियरिंग, प्रौद्योगिकी के इतिहास और निर्देश में पूर्ण करियर के बाद 73 वर्ष के थे। इस पुस्तक में साक्ष्य के लिए उपयोग किए गए पाँच मामले अध्ययन 20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध से आते हैं। इस अवधि के दौरान लेखक ने 1940 से 1957 तक राष्ट्रीय वैमानिकी सलाहकार समिति (एन. ए. सी. ए.) में काम किया। इस पुस्तक में साक्ष्य के रूप में उपयोग किए गए पांच मामले अध्ययनों में से चार पहली बार 1979 और 1986 के बीच प्रौद्योगिकी और संस्कृति में स्वतंत्र रूप से प्रकाशित हुए थे। इस युग के दौरान, अन्य लेखकों ने इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण को केवल व्यावहारिक विज्ञान के रूप में अस्वीकार करना शुरू कर दिया था। फिर 1990 में, विन्सेन्टी के पाँच मामले अध्ययनों ने अप्रत्यक्ष रूप से ज्ञान पैदा करने वाले विषय के रूप में इंजीनियरिंग के बारे में इस नए प्रवचन का समर्थन किया। "इंजीनियरिंग" के पेशे में अभ्यास का एक व्यापक दायरा शामिल है। इस प्रकार, लेखक अपने पाँच मामलों के अध्ययन के दायरे को तीन तरीकों से संकुचित करता है। सबसे पहले, अंत से अंत तक देखने पर, इंजीनियरिंग प्रक्रिया में डिजाइन, निर्माण/उत्पादन और संचालन सहित तीन चरण होते हैं। ये मामले काफी हद तक इंजीनियरिंग के डिजाइन चरण से आते हैं। एक अपवाद फ्लश-रिवेटेड जोड़ों पर पांचवां केस स्टडी है जिसमें डिजाइन और उत्पादन के बीच एक अंतरंग परस्पर क्रिया शामिल है। दूसरा, डिजाइन को सामान्य या मौलिक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। ये केस स्टडी सामान्य डिजाइन से संबंधित हैं। तीसरा, सामान्य डिजाइन अपने आप में बहु-स्तरीय है। ये स्तर परियोजना की परिभाषा से लेकर समग्र डिजाइन, प्रमुख घटक डिजाइन, घटक डिजाइन के उपखंड और अत्यधिक विशिष्ट समस्याओं (जैसे प्लानफॉर्म, एयरफॉइल और हाई-लिफ्ट डिवाइस) तक आगे बढ़ते हैं। ये पाँच मामले अध्ययन ज्यादातर इन निचले स्तरों से आते हैं। इस प्रकार जब संयुक्त किया जाता है, तो इन मामले के अध्ययन का दायरा डिजाइन, सामान्य डिजाइन और निम्नतम स्तर पर अत्यधिक विशिष्ट समस्याएं होती हैं, "इस बड़े और आवश्यक क्षेत्र की उपेक्षा को दूर करने में मदद करने के लिए"। केस स्टडी सारांश (इंजीनियरों को क्या पता है) पाँच केस स्टडी अध्याय द्वारा आयोजित किए जाते हैं। अध्याय 2 आम तौर पर एयरफॉइल डिजाइन से संबंधित है। डेविस के शुरुआती काम से पता चलता है कि उन लोगों द्वारा इंजीनियरिंग कितनी उपयोगी रही है जिनके पास इंजीनियरिंग में कोई औपचारिक प्रशिक्षण नहीं है। डेविस विंग ने महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, हालांकि डेविस के पास यह जानने के लिए सैद्धांतिक आधार नहीं था कि कैसे या क्यों। अध्याय 3 इस बारे में है कि इंजीनियर पायलटों के लिए संतोषजनक उड़ान गुणों के अनुसार कैसे डिजाइन करते हैं। यह केस स्टडी बताती है कि मानव व्यवहार और इंजीनियरिंग आवश्यकताओं के बीच एक महत्वपूर्ण संबंध हो सकता है जो परिणामों को बहुत प्रभावित कर सकता है। इस प्रकार, "कलात्मक डिजाइन एक सामाजिक गतिविधि है"। अध्याय 4 यांत्रिक डिजाइन में नियंत्रण-मात्रा विश्लेषण स्थितियों के महत्व का निर्देश देता है। उस समय भौतिकी की पाठ्यपुस्तकों में नियंत्रण मात्रा विश्लेषण का अभाव था। इस प्रकार, इंजीनियरों की एक वैज्ञानिक आवश्यकता थी जिसे किसी भी प्राकृतिक विज्ञान द्वारा पर्याप्त रूप से संबोधित नहीं किया गया था। महत्वपूर्ण रूप से, इस तरह के केस स्टडी इस बात के उदाहरण हैं कि "इंजीनियरिंग विज्ञान" जैसी चीज क्यों है। अध्याय 5 प्रोपेलर डिजाइन और चयन की गतिशील समस्या का संबंध रखता है। प्रोपेलर केस स्टडी से पता चलता है कि इंजीनियर आवश्यक वैज्ञानिक सिद्धांत की अनुपस्थिति के लिए कैसे तरीके विकसित करते हैं। इस मामले में "पैरामीटर भिन्नता" का उपयोग एक ऐसे विषय का मानचित्रण और सर्वेक्षण करने के लिए किया गया था जहां कोई व्यापक वैज्ञानिक सिद्धांत (भौतिकी में) मौजूद नहीं था। अंत में, अध्याय 6 विमान के लिए फ्लश-रिवेटेड जोड़ों को डिजाइन करने की समस्या का वर्णन करता है। यह केस स्टडी बताती है कि कैसे उत्पादन की आवश्यकताओं का डिजाइन पर उल्टा प्रभाव पड़ सकता है और इस प्रकार उत्पादन और डिजाइन के बीच पुनरावृत्ति हो सकती है। यह केस स्टडी यह भी दर्शाती है कि कैसे इंजीनियरिंग के ऐसे पहलू हैं जिन्हें विज्ञान के रूप में पर्याप्त रूप से वर्णित नहीं किया जा सकता है जैसे कि विमान की एल्यूमीनियम तनावग्रस्त त्वचा संरचना को पूरा करते समय कितना दबाव लागू करना है, इसके लिए विकसित "फील" रिवेट यांत्रिकी (नीचे "मौन ज्ञान" चर्चा देखें)। एन एपिस्टेमोलॉजी ऑफ इंजीनियरिंग (हाउ इंजीनियर्स नो) पूरी पुस्तक में, वाल्टर विन्सेन्टी ने इंजीनियरिंग से संबंधित ज्ञानमीमांसा संबंधी अवलोकन किए हैं। पूरी पुस्तक में की गई कई टिप्पणियों में से छह निम्नलिखित हैं। ये अवलोकन अपने आप में एक "इंजीनियरिंग विधि" का गठन नहीं करते हैं, लेकिन एक अनुमान प्रदान करते हैं कि वे आगे के शोध के लिए रास्ता दिखा सकते हैं। उन्होंने लिखा, "अध्याय 5 के अंतिम पैराग्राफ में, मैंने यह सवाल भी उठाया कि क्या विज्ञान के इतिहास के लिए एक उपयोगी चिंता रही वैज्ञानिक पद्धति के अनुरूप लेकिन उससे अलग" इंजीनियरिंग विधि "की खोज करना लाभदायक हो सकता है। क्या यह हो सकता है कि यहाँ उल्लिखित भिन्नता-चयन प्रक्रिया वह विधि है, जिसकी विशिष्ट विशेषताएं चयन के मानदंड और प्रत्यक्ष परीक्षण को शॉर्टकट करने के लिए उपयोग की जाने वाली वैकल्पिक विधियों में निहित हैं? इंजीनियरिंग सीखने के सात अंतःक्रियात्मक तत्व सबसे पहले, उड़ान-गुणवत्ता विनिर्देशों के विकास में देखी जाने वाली पुनरावृत्ति इंजीनियरिंग खोज प्रक्रिया का एक पैटर्न है। इस प्रक्रिया को "इंजीनियरिंग सीखने के सात अंतःक्रियात्मक तत्व" के रूप में संदर्भित किया जाता है और इसमें शामिल हैंः वाहन के साथ परिचित होना और समस्या की पहचान। बुनियादी चरों की पहचान और विश्लेषणात्मक अवधारणाओं और मानदंडों की व्युत्पत्ति। उड़ान में माप के लिए उपकरणों/पायलट तकनीकों का विकास। वांछनीय उड़ान गुणों के बारे में पायलट राय का विकास और परिष्करण। 2 से 4 तक के परिणामों को उड़ान-गुणवत्ता अनुसंधान के लिए एक जानबूझकर योजना में जोड़ें। विमान के एक क्रॉस सेक्शन के लिए प्रासंगिक उड़ान विशेषताओं का मापन। सामान्य विनिर्देशों पर पहुंचने के लिए पायलट की राय के आलोक में उड़ान विशेषताओं पर परिणामों और डेटा का मूल्यांकन। मूल पाठ से बोल्डफेस एक विषय-तटस्थ तरीके से चरणों को अलग करता है। इंजीनियरिंग ज्ञान की छह श्रेणियाँ दूसरा, इंजीनियरिंग में ज्ञान की श्रेणियों में एक पैटर्न है। इंजीनियरिंग ज्ञान की ये छह श्रेणियां हैंः मौलिक डिजाइन अवधारणाएं मानदंड और विनिर्देश सैद्धांतिक उपकरण मात्रात्मक डेटा व्यावहारिक विचार डिजाइन उपकरण सात ज्ञान पैदा करने वाली गतिविधियाँ तीसरा, वाल्टर विन्सेन्टी इंजीनियरिंग के ज्ञान/विज्ञान पैदा करने वाली गतिविधियों में एक पैटर्न देखते हैं। इन सात ज्ञान पैदा करने वाली गतिविधियों में शामिल हैंः विज्ञान आविष्कार सैद्धांतिक इंजीनियरिंग अनुसंधान प्रायोगिक इंजीनियरिंग अनुसंधान डिजाइन अभ्यास से स्थानांतरण श्रेणियों और गतिविधियों के बीच उत्पादन प्रत्यक्ष परीक्षण संबंध चौथा, ज्ञान की छह श्रेणियों और सात ज्ञान पैदा करने वाली गतिविधियों को एक x-y तालिका पर रखकर, ये ज्ञान पैदा करने वाली गतिविधियाँ आंशिक रूप से अनुमानित तरीके से ज्ञान की श्रेणियों में कटौती करती हैं। परिणामी तालिका इस बात के लिए एक अनुमान के रूप में कार्य करती है कि कौन से इंजीनियरिंग कार्य नए इंजीनियरिंग ज्ञान का उत्पादन कर सकते हैं। परिणामी आरेख "कठिन आ तेज विभाजनसभक एकटा समूहसँ बेसी चर्चा लेल अभिप्रेत अछि"। इंजीनियरिंग ज्ञान वर्गीकरण पाँचवाँ, वह इंजीनियरिंग ज्ञान को ही फिर से वर्गीकृत करता है। इंजीनियरिंग द्वारा उत्पन्न ज्ञान को आम तौर पर डिजाइन, उत्पादन या संचालन जैसे चरणों द्वारा वर्गीकृत किया जा सकता है। इंजीनियरिंग ज्ञान श्रेणियों के बारे में सोचने का एक और तरीका वर्णनात्मक ज्ञान, निर्देशात्मक ज्ञान और मौन ज्ञान है। वह प्रत्येक ज्ञान श्रेणी के उद्देश्य को स्पष्ट करने के लिए गिल्बर्ट राइल के शब्दों "जानना" और "जानना" को जोड़ते हैं। इंजीनियरिंग में क्या करना है या क्या करना है, यह जानना वर्णनात्मक और निर्देशात्मक ज्ञान का मिश्रण है। "जानना कि इसे कैसे करना है" निर्देशात्मक और मौन ज्ञान का मिश्रण है। इस प्रकार, ये केस स्टडी इंजीनियरिंग में तीनों प्रकार के ज्ञान की आवश्यकता को दर्शाते हैं। तकनीकी नवान्वेषण का भिन्नता-चुनाव मॉडल अंत में, वह ज्ञान विकास के लिए एक भिन्नता-चयन मॉडल प्रस्तुत करते हैं। डिजाइन पदानुक्रम के सभी स्तरों पर, ज्ञान का विकास भिन्नता के लिए तंत्र को संशोधित करके और चयन की प्रक्रियाओं को परोक्ष रूप से विस्तारित करके भिन्नता-चयन प्रक्रिया की जटिलता और शक्ति को बढ़ाने का कार्य करता है। भिन्नता और चयन प्रत्येक प्रौद्योगिकी की उन्नति के लिए दो यथार्थवादी सिद्धांतों को जोड़ते हैंः भिन्नता के प्रति अंधापन और चयन की अनिश्चितता। विन्सेन्टी निष्कर्ष निकालते हैं कि डिजाइन की विविधताओं में विशाल क्षमता के प्रति हमारे अंधेपन का अर्थ यादृच्छिक या पूर्व नियोजित खोज नहीं है। एक अपरिचित गली में एक अंधा व्यक्ति जानबूझकर बाधाओं का पता लगाने के लिए जानकारी प्रदान करने के लिए एक बेंत का उपयोग करता है, बिना किसी विचार के कि गली कहाँ जाती है। इसी तरह, इंजीनियर डिजाइन में "आंख मूंदकर" इस अर्थ में आगे बढ़ते हैं कि "परिणाम पूरी तरह से पूर्वानुमेय नहीं है" इस प्रकार "सर्वश्रेष्ठ" संभावित भिन्नताएं कुछ हद तक अदृश्य हैं। नतीजतन, उच्च कार्यशील डिजाइन खोजना आदर्श नहीं है। वे कहते हैं, "बाहर से या पीछे से देखने पर, पूरी प्रक्रिया आम तौर पर अधिक व्यवस्थित और जानबूझकर-कम अंधी-लगती है।" हालांकि, विन्सेन्टी राइट भाइयों और फ्रांसीसी के बीच के मतभेदों का उपयोग यह दिखाने के लिए करते हैं कि हम अंधेपन को विविधताओं के लिए कैसे प्रबंधित करते हैं, इसकी एक सीमा है। राइट भाइयों ने फ्रांसीसी से पहले एक उड़ान मशीन तैयार की थी, भले ही उन्होंने लगभग उसी समय प्रयोग करना शुरू कर दिया था। फ्रांसीसी 1) ने उन लोगों से अपील की जो राइट/लैंगली के बारे में बहुत कम जानते थे, 2) क्या सफल हो सकता है, और 3) बढ़ते उड़ान अनुभव से मार्गदर्शन। लेकिन "चूंकि [#1 और #3] कम थे, हालाँकि, अंधेपन का स्तर, कम से कम शुरू में, कुल मिलाकर लगभग था।" राइट और फ्रांसीसी के बीच प्रक्रिया में क्या अंतर था? फ्रांसीसी परीक्षण और त्रुटि प्रक्रिया में कम सैद्धांतिक विश्लेषण (या नया इंजीनियरिंग ज्ञान) था। चूंकि, "फ्रांसीसी सैद्धांतिक विश्लेषण की ओर झुकाव नहीं रखते थे, इसलिए विविधताओं को केवल उड़ान में ट्रेल्स द्वारा प्रतिधारण और परिशोधन के लिए चुना जा सकता था।" राइट के लिए, विश्लेषण के माध्यम से सिद्धांत में बुनियादी सिद्धांतों की प्रगति सटीक शॉर्टकट को प्रत्यक्ष परीक्षणों के लिए प्रदान की गई जिससे फ्रांसीसी प्रक्रिया पूर्वव्यापी में अधिक खोजपूर्ण दिखाई देती है। इस प्रकार, चयन की प्रक्रिया को पर्यावरण में वास्तविक ("प्रत्यक्ष") संस्करणों के प्रत्यक्ष परीक्षण के स्थान पर 1) सैद्धांतिक विश्लेषण और 2) प्रयोगों (जैसे, पवन सुरंगों में) द्वारा सहायता प्रदान की जाती है। ज्ञान में वृद्धि वास्तविक/प्रत्यक्ष परीक्षणों के स्थान पर प्रत्यावर्ती परीक्षणों की शक्ति को बढ़ाती है। भिन्नता-चुनाव प्रक्रिया में अनिश्चितता (भिन्नता में अंधापन और चयन में अनिश्चितता) लंबी अवधि में, "पूरी भिन्नता-चयन प्रक्रिया-भिन्नता और चयन एक साथ-अनिश्चितता से भरी होती है।" अनिश्चितता का स्तर दो चीजों से प्रभावित होता है। पहला, "अनिश्चितता भिन्नताओं में अंधेपन की डिग्री से आती है।" तकनीक के परिपक्व होने के साथ-साथ पूरी प्रक्रिया में अनिश्चितता कम हो जाती है-वे नोट करते हैं कि आज के विमान डिजाइनर 1900 के दशक की शुरुआत के फ्रांसीसी या यहां तक कि एन. ए. सी. ए. में काम करने वाले उनके युग की तुलना में अधिक "निश्चितता" के साथ काम करते हैं। फिर भी, अंधेपन को कम करने में एक विरोधाभास है। जबकि समय के साथ अंधापन कम हो जाता है, एक साथ प्रगति करना अधिक कठिन और अधिक परिष्कृत हो जाता है. जो बदले में अंधापन को बढ़ाता है! इस प्रकार नेत्रहीनों में शुद्ध कमी देखने का प्रलोभन "एक भ्रम से उत्पन्न होता है"। भिन्नता-चयन प्रक्रिया उतनी ही अंधेपन पैदा कर सकती है जितनी यह कम करती है; बस "प्रतिभाशाली इंजीनियरों से पूछें जो वर्तमान समय की वैमानिकी जैसी परिपक्व तकनीक को आगे बढ़ाने के लिए संघर्ष करते हैं।" पूरे भिन्नता-चयन मॉडल में अनिश्चितता पर दूसरा कारक चयन की प्रक्रिया में "अनिश्चितता" है। प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष परीक्षण दोनों ही अनिश्चितता से पीड़ित हैं जो भिन्नता चयन मॉडल में जटिलता जोड़ता है। लेकिन भिन्नता में अंधेपन के विपरीत, चयन में अनिश्चितता दोनों प्रकार के परीक्षणों में सटीकता के साथ कम हो जाती है। अंधापन और अनिश्चितता भिन्नता-चयन मॉडल में प्रौद्योगिकी विकास की कठिन या कठिन प्रकृति की विशेषता है। इसके बाद लेखक पाँच मामलों के अध्ययनों की पूर्वव्यापी समीक्षा करता है ताकि यह प्रदर्शित किया जा सके कि प्रत्येक मामले में भिन्नता-चयन और अंधापन-अनिश्चितता कैसे काम कर रहे थे। कुल मिलाकर, "व्यक्तिगत भिन्नता-चयन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप इंजीनियरिंग ज्ञान की संचयी वृद्धि उन प्रक्रियाओं को कैसे किया जाता है, इसकी प्रकृति को बदलने का कार्य करती है।" यह भी देखें इंजीनियरिंग एयरफॉयल्स डेविस विंग कंट्रोल वॉल्यूम प्रोपेलर्स फ्लश रिवेट्स संदर्भ इंजीनियरिंग पुस्तकें प्रौद्योगिकी का इतिहास 1990 गैर-काल्पनिक पुस्तकें विमानन पुस्तकें