Lo que los ingenieros saben y cómo lo saben: estudios analíticos de la historia aeronáutica (The Johns Hopkins University Press, 1990) ( ISBN 0-8018-4588-2 ) es una reflexión histórica sobre lapráctica de la ingeniería en la aeronáutica estadounidensede 1908 a 1953 escrita por Walter Vincenti (1917-2019) un practicante e instructor consumado. [1] Este período representa el amanecer de la aviación que estuvo plagado de incertidumbres y numerosos caminos hacia muchos mundos posibles. . El libro captura dos conclusiones principales de este período. La conclusión de primer orden de este libro trata sobre "lo que saben los ingenieros". Se utilizan cinco estudios de casos de la historia de la ingeniería aeronáutica para argumentar que la ingeniería a menudo exige sus propios descubrimientos científicos. Por tanto, la ingeniería debe entenderse como una actividad generadora de conocimiento que incluye las ciencias aplicadas pero no se limita a las ciencias aplicadas. La conclusión de segundo orden de este libro se refiere a "cómo saben los ingenieros" mediante el uso de los mismos estudios de caso para revelar patrones en la naturaleza de toda la ingeniería. Estos patrones forman una " epistemología " de la ingeniería que puede señalar el camino hacia un "método de ingeniería" como algo distinto del método científico . [2]: 169, 256 Walter Vincenti finaliza el trabajo con un "modelo de variación-selección" general para comprender la dirección de la innovación tecnológica en la historia de la humanidad. El libro está lleno de numerosas observaciones e historias adicionales contadas por un practicante y un instructor. Esta puede ser la razón por la que el Dr. Michael A. Jackson , autor de Diseño estructurado y marcos de problemas , una vez concluyó un discurso de apertura a los ingenieros con la declaración: "Lea el libro de Vincenti. Léalo con atención. Léalo cien veces". [3]
Autor | Walter G. Vincenti |
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País | Estados Unidos |
Idioma | inglés |
Sujeto | Historia de la tecnología , Historia aeronáutica |
Editor | Prensa de la Universidad Johns Hopkins |
Fecha de publicación | 1990 |
Tipo de medio | Libro de bolsillo |
Paginas | 326 |
ISBN | 0-8018-3974-2 (papel a1k.) 0-8018-4588-2 (pbk.) |
Autor
Walter G. Vincenti (comúnmente pronunciado " vin-sen-tee " en los Estados Unidos o " vin-chen-tee " en italiano) (1917-2019) fue profesor emérito de ingeniería aeronáutica y aeroespacial en la Universidad de Stanford . [4] En 1987 fue admitido en la Academia Nacional de Ingeniería , "por sus contribuciones pioneras a la aerodinámica de aviones supersónicos y a la comprensión fundamental de la dinámica física de los gases del flujo hipersónico ". [5] Su importante libro de texto de la primera parte de su carrera es Introducción a la dinámica física de los gases (1ª edición de 1965, 2ª edición de 1975). [6] Vincenti tenía en efecto dos carreras completas: una como ingeniero aeronáutico de vanguardia y otra como historiador líder de la tecnología. Esto le dio un doble punto de vista para pensar en cómo funciona la innovación tecnológica. Además, amplió la relevancia de la ingeniería para la sociedad al cofundar una disciplina de Stanford llamada Valores, Tecnología y Sociedad en 1971, ahora llamada Ciencia, Tecnología y Sociedad. [7] A la edad de 90 años publicó su trabajo más reciente con William M. Newman , "Sobre un uso de ingeniería de la historia de la ingeniería", que aparece en Tecnología y cultura . [8]
Fondo
What Engineers Know se publicó por primera vez en 1990 cuando Vincenti tenía 73 años después de una carrera completa en ingeniería aeroespacial , historia de la tecnología e instrucción. Los cinco estudios de caso utilizados como evidencia en este libro provienen de la primera mitad del siglo XX, 1908-1953. Durante este período, el autor trabajó en el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA) de 1940 a 1957. [9] Cuatro de los cinco estudios de caso utilizados como evidencia en este libro se publicaron por primera vez de forma independiente en Technology and Culture entre 1979 y 1986. [ 2] : 10 Durante esta era, otros autores comenzaron a refutar la visión de la ingeniería como ciencia aplicada. [10] Luego, en 1990, los cinco estudios de caso de Vincenti apoyaron indirectamente este nuevo discurso sobre la ingeniería como una disciplina generadora de conocimiento.
Alcance
La profesión de "ingeniería" abarca un amplio campo de práctica. Por lo tanto, el autor reduce el alcance de sus cinco estudios de caso de tres maneras. [2] : 6–9 Primero, visto de principio a fin, el proceso de ingeniería contiene tres fases que incluyen diseño , construcción / producción y operación. Estos casos provienen en gran parte de la fase de diseño de la ingeniería. Una excepción es el quinto estudio de caso sobre uniones remachadas al ras que implicó una interacción íntima entre el diseño y la producción. En segundo lugar, el diseño se puede clasificar como normal o radical. Estos estudios de caso pertenecen al diseño normal. En tercer lugar, el diseño normal en sí tiene varios niveles. Estos niveles van desde la definición del proyecto hasta el diseño general, el diseño de los componentes principales, la subdivisión del diseño de los componentes y los problemas muy específicos (como la forma en planta, el perfil aerodinámico y los dispositivos de gran sustentación). Estos cinco estudios de caso provienen principalmente de estos niveles inferiores. Por lo tanto, cuando se combinan, el alcance de estos estudios de caso es el diseño, el diseño normal y problemas muy específicos en el nivel más bajo, "para ayudar a reparar el descuido de esta área grande y esencial". [2] : 9
Resumen del estudio de caso (lo que saben los ingenieros)
Los cinco estudios de caso están organizados por capítulos. El Capítulo 2 se refiere al diseño de la superficie aerodinámica en general. Los primeros trabajos de Davis ilustran la utilidad de la ingeniería por parte de personas que no tienen una formación formal en ingeniería. El ala de Davis fue fundamental a pesar de que Davis no tenía la base teórica para saber cómo o por qué. El capítulo 3 trata sobre cómo los ingenieros diseñan de acuerdo con las cualidades de vuelo satisfactorias para los pilotos. Este estudio de caso ilustra que puede haber una relación clave entre el comportamiento humano y los requisitos de ingeniería que pueden afectar en gran medida los resultados. Como tal, "el diseño de artefactos es una actividad social". [2] : 11, 237 El Capítulo 4 explica la importancia de las situaciones de análisis de volumen de control en el diseño mecánico. El análisis del volumen de control faltaba en los libros de texto de física en ese momento. Por lo tanto, los ingenieros tenían un requisito científico que ninguna ciencia natural abordaba adecuadamente . Es importante destacar que estos estudios de caso son ejemplos de por qué existe la "ciencia de la ingeniería". El capítulo 5 trata del problema dinámico del diseño y la selección de hélices . El estudio de caso de la hélice ilustra cómo los ingenieros desarrollan métodos para dar cuenta de la ausencia de la teoría científica requerida. En este caso, se utilizó la " variación de parámetros " para trazar un mapa y estudiar un tema en el que no existía una teoría científica completa (en física). [2] : 160-161 Finalmente, el capítulo 6 describe el problema de diseñar juntas remachadas al ras para aviones. Este estudio de caso transmite cómo los requisitos de producción pueden tener una influencia inversa en el diseño, impulsando así iteraciones entre producción y diseño. Este estudio de caso también ilustra cómo hay aspectos de la ingeniería que no pueden describirse adecuadamente como ciencia, como la mecánica de remaches de "sensación" desarrollada para determinar la cantidad de presión que se debe aplicar al completar la estructura de revestimiento de aluminio de la aeronave (consulte la discusión sobre "conocimiento tácito" a continuación). ).
Una epistemología de la ingeniería (cómo saben los ingenieros)
A lo largo del libro, Walter Vincenti hace observaciones epistemológicas relacionadas con la ingeniería. Las siguientes son seis de varias observaciones hechas a lo largo del libro. [11] Estas observaciones no constituyen un "método de ingeniería" per se, pero ofrecen una conjetura de que pueden señalar el camino para futuras investigaciones. [2] : 160-161 Él escribió, "en el párrafo final del capítulo 5, también planteé la cuestión de si sería rentable buscar un" método de ingeniería "análogo pero distinguible del método científico que ha sido una preocupación fructífera para la historia de la ciencia. ¿Podría ser que el proceso de selección de variación descrito aquí sea ese método, con sus características distintivas que residen en el criterio de selección y los métodos indirectos utilizados para atajar el juicio directo? " [2] : 256
Siete elementos interactivos del aprendizaje de ingeniería
Primero, hay un patrón en el proceso de descubrimiento de ingeniería iterativo visto en el desarrollo de especificaciones de calidad de vuelo. [2] : 102 Este proceso se conoce como "Siete elementos interactivos del aprendizaje de ingeniería" e incluye:
- Familiarización con el vehículo y reconocimiento del problema .
- Identificación de variables básicas y derivación de conceptos y criterios analíticos .
- Desarrollo de instrumentos / técnicas de pilotaje para mediciones en vuelo .
- Crecimiento y perfeccionamiento de la opinión de los pilotos con respecto a las cualidades de vuelo deseables.
- Combine los resultados del 2 al 4 en un esquema deliberado para la investigación de la calidad del vuelo .
- Medición de características de vuelo relevantes para una sección transversal de aeronaves.
- Evaluación de resultados y datos sobre características de vuelo a la luz de la opinión del piloto para llegar a especificaciones generales.
La negrita del texto original aísla los pasos de una manera neutral en cuanto al tema.
Seis categorías de conocimientos de ingeniería
En segundo lugar, existe un patrón en las categorías mismas de conocimiento en ingeniería. [2] : 208 Estas seis categorías de conocimientos de ingeniería son:
- Conceptos fundamentales de diseño
- Criterios y especificaciones
- Herramientas teóricas
- Datos cuantitativos
- Consideraciones prácticas
- Instrumentalidades de diseño
Siete actividades generadoras de conocimiento
En tercer lugar, Walter Vincenti ve un patrón en las actividades de ingeniería que generan conocimiento / ciencia. [2] : 229 Estas siete actividades generadoras de conocimiento incluyen:
- Transferencia de la ciencia
- Invención
- Investigación en ingeniería teórica
- Investigación en ingeniería experimental
- Práctica de diseño
- Producción
- Prueba directa
Relación entre categorías y actividades
En cuarto lugar, al colocar seis categorías de conocimiento y las siete actividades generadoras de conocimiento en una tabla xy, estas actividades generadoras de conocimiento atraviesan las categorías de conocimiento de una manera parcialmente predecible. La tabla resultante sirve como una aproximación de las tareas de ingeniería que pueden producir nuevos conocimientos de ingeniería. [2] : 235, Tabla 7-1 El diagrama resultante "está destinado a la discusión más que a un conjunto de divisiones rígidas y rápidas". [2] : 225
Clasificación de conocimientos de ingeniería
En quinto lugar, reclasifica el conocimiento de ingeniería en sí. El conocimiento generado por la ingeniería normalmente puede clasificarse por fases como diseño, producción u operaciones. [2] : 195 Otra forma de pensar sobre las categorías de conocimiento de ingeniería es el conocimiento descriptivo , el conocimiento prescriptivo y el conocimiento tácito . [2] : 198 Agrega los términos de Gilbert Ryle "saber eso" y "saber cómo" [2] : 13 para ilustrar el objetivo de cada categoría de conocimiento. [2] : 198 "Saber qué o qué" hacer en ingeniería es una mezcla de conocimiento descriptivo y prescriptivo. "Saber cómo" hacerlo es una mezcla de conocimiento prescriptivo y tácito. Por lo tanto, estos estudios de caso muestran la necesidad de los tres tipos de conocimiento en ingeniería.
Modelo de variación-selección de la innovación tecnológica
Finalmente, postula un modelo de selección de variaciones para el crecimiento del conocimiento. En todos los niveles de la jerarquía de diseño, el crecimiento del conocimiento actúa para aumentar la complejidad y el poder del proceso de selección de variación modificando tanto el mecanismo de variación como expandiendo los procesos de selección de manera indirecta. La variación y la selección añaden dos principios realistas para el avance de la tecnología: ceguera a la variación e inseguridad en la selección. [2] : 249
Vincenti concluye que nuestra ceguera ante el vasto potencial de las variaciones de diseño no implica una búsqueda aleatoria o impremeditada. Una persona ciega en un callejón desconocido usa un bastón para proporcionar información para explorar las limitaciones de una manera intencional sin tener idea de adónde conduce el callejón. Asimismo, los ingenieros proceden en el diseño "a ciegas" en el sentido de que "el resultado no es completamente previsible", por lo que las "mejores" variaciones potenciales son en cierto grado invisibles. [2] : 243 Como resultado, encontrar diseños de alto funcionamiento no es la norma. Señala que "desde el exterior o en retrospectiva, todo el proceso tiende a parecer más ordenado e intencional, menos ciego, de lo que suele ser". [2] : 246
Sin embargo, Vincenti usa las diferencias entre los hermanos Wright y los franceses para mostrar que hay un rango en la forma en que manejamos la ceguera a las variaciones. Los hermanos Wright diseñaron una máquina voladora antes que los franceses a pesar de que comenzaron a experimentar aproximadamente al mismo tiempo. Los franceses 1) apelaron a lo poco que se sabía sobre los Wright / Langley, 2) las imaginaciones mentales de lo que podría tener éxito y 3) la orientación de la creciente experiencia de vuelo. Pero "dado que [# 1 y # 3] eran escasos, sin embargo, el nivel de ceguera, al menos al principio, era casi total". [2] : 244
¿Cuál fue la diferencia en el proceso entre los Wright y los franceses?
El proceso francés de prueba y error tenía menos análisis teórico (o nuevos conocimientos de ingeniería). Dado que, "los franceses no se inclinaban por el análisis teórico, las variaciones solo podían seleccionarse para su retención y refinamiento mediante senderos en vuelo". [2] : 244 [énfasis agregado] Para los Wright, el avance de los principios básicos en la teoría a través del análisis prestó atajos precisos para dirigir los ensayos, haciendo que el proceso francés pareciera más exploratorio en retrospectiva. Por lo tanto, el proceso de selección es ayudado por 1) análisis teórico y 2) experimentos (en, digamos, túneles de viento) en lugar del ensayo directo de versiones reales (“abiertas”) en el ambiente. El aumento del conocimiento aumenta el poder de los juicios indirectos en lugar de los juicios reales / directos. [2] : 247
Incertidumbre en el proceso de selección de variación (ceguera en la variación e inseguridad en la selección)
A largo plazo, "todo el proceso de selección de variación, variación y selección juntas, está lleno de incertidumbre". El nivel de incertidumbre se ve afectado por dos cosas. Primero, "la incertidumbre proviene del grado de ceguera en las variaciones". [2] : 248 La incertidumbre en todo el proceso disminuye a medida que la tecnología madura; señala que los diseñadores de aviones de hoy operan con más "seguridad" que los franceses de principios del siglo XX o incluso su época en la NACA. Sin embargo, existe una paradoja en la disminución de la ceguera. Si bien la ceguera disminuye con el tiempo, los avances simultáneamente se vuelven más difíciles de conseguir y más sofisticados ... ¡lo que a su vez aumenta la ceguera! Por lo tanto, la tentación de ver una disminución neta de ceguera "proviene de una ilusión". El proceso de selección de variaciones puede crear tanta ceguera como reducir; simplemente pregunte "ingenieros talentosos que luchan por hacer avanzar una tecnología madura como la aeronáutica actual ..." [2] : 249
El segundo factor de incertidumbre en todo el modelo de variación-selección es la "inseguridad" en el proceso de selección. Tanto los ensayos indirectos como los abiertos adolecen de inseguridad, lo que complica el modelo de selección de variaciones. Pero a diferencia de la ceguera en la variación, la inseguridad en la selección disminuye con la precisión en ambos tipos de ensayos. [2] : 249
La ceguera y la inseguridad caracterizan la naturaleza difícil o ardua de la evolución de la tecnología en el modelo de variación-selección. [2] : 248–249 El autor luego revisa los cinco estudios de caso de manera retrospectiva para demostrar cómo la selección de variación y la ceguera-inseguridad actuaron en cada caso. [2] : 250–252 En total, "el crecimiento acumulativo del conocimiento de ingeniería como resultado de los procesos de selección de variación individual actúa para cambiar la naturaleza de cómo se llevan a cabo esos procesos". [2] : 245
Ver también
- Ingenieria
- Perfiles aerodinámicos
- Ala Davis
- Control de volumen
- Hélices
- Remaches al ras
Referencias
- ^ https://news.stanford.edu/2019/10/17/walter-vincenti-interdisciplinary-engineer-dead-102/
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac Vincenti, Walter G. (1990). Lo que los ingenieros saben y cómo lo saben: estudios analíticos de la historia aeronáutica, estudios de Johns Hopkins en la historia de la tecnología [Nuevo. Ser., No. 11] . Baltimore: Prensa de la Universidad Johns Hopkins.
- ^ Reseña del libro de Ian Alexander http://ifalexander.users.btopenworld.com/reviews/vincenti.htm , consultado el 23 de enero de 2011, 2300.
- ^ http://soe.stanford.edu/research/layout.php?sunetid=sts , consultado el 24 de enero de 2011, 2043.
- ^ http://www.members.nae.edu/nae/naepub.nsf/Members+By+UNID/5B3300986C7CFF4C8625755200622ED3?opendocument , consultado el 23 de enero de 2011, 2230.
- ^ Vincenti, Walter G. y Charles H. Kruger. Introducción a la dinámica física de los gases. Huntington, Nueva York: Krieger, 1975.
- ^ Entrevista de Walter C. Post 1997, http://www.americanheritage.com/articles/magazine/it/1997/3/1997_3_20.shtml , consultado el 23 de enero de 2011, 2240.
- ^ Walter Vincenti y William Newman. "Sobre un uso de ingeniería de la historia de la ingeniería", tecnología y cultura. Volumen 48, Número 1, enero de 2007, págs. 245–247.
- ^ http://www.americanheritage.com/articles/magazine/it/1997/3/1997_3_20.shtml , consultado el 23 de enero de 2011, 2245.
- ^ Bijker, Wiebe E., Thomas Parke Hughes y TJ Pinch. La construcción social de sistemas tecnológicos: nuevos rumbos en sociología e historia de la tecnología. Cambridge, Mass .: MIT Press, 1987. pág. 69.
- ^ Nota: hay muchas otras observaciones epistemológicas hechas a lo largo del libro, incluida una alta densidad de ellas en el Capítulo 7.