Полный цикл инженерной деятельности включает изобретательство, конструирование, проектирование, инженерное исследование, технология и организация производства, эксплуатация и оценка техники, а завершает этот процесс ликвидация устаревшей или вышедшей из строя техники.

Изобретательство. Изобретательская деятельность, как правило, начинает цикл инженерной работы. В изобретательской деятельности на основании научных знаний и технических достижений заново создаются новые принципы действия, способы реализации этих принципов или конструкции инженерных устройств и систем или же их отдельных компонентов. Сложности в изготовлении, конструировании и техническом обслуживании существующих технических систем, а также необходимость создавать принципиально новые инженерные устройства и системы стимулируют производство особого продукта — изобретений, авторство на которые закрепляется в виде патентов. Они имеют широкую сферу применения, выходящую за пределы единичного акта инженерной деятельности, и используются при конструировании и изготовлении новых технических систем или усовершенствовании старого оборудования.  

 Вот как,  например,   в своих записках характеризует суть такой деятельности академик Борис Николаевич Юрьев, разработчик и исследователь вертолетной техники:  «Основные этапы изобретательской работы. Изобретения возникают лишь в результате долгой и систематической работы. Вдохновение, озарение и т. п. приходят лишь тогда, когда для них уже создан солидный фундамент.

Обычно работа по изобретательству состоит из следующих четырех этапов:

1. Четкая  постановка задачи. Правильно поставить  задачу - это часто означает решить  ее наполовину.

2. Анализ  задачи. Разложение ее на составляющие  элементы. Теория. Часть элементов  окажется известной. Неизвестное  встает более ясно.

3. Комбинаторика  (творчество). Классификация решений и заполнения пустых классов. Аналогии. Смелые скачки мысли. Фантазии. Теория и наивыгоднейшие соотношения. Чем смелее, тем лучше!

4. Критический  фильтр. Строгая проверка п. 3. Проверка новизны, целесообразности и пользы. Чем строже, придирчивее, тем лучше»

Изобретение, по мнению Б. Н. Юрьева, - это открытие новых методов использования явлений природы для удовлетворения нужд человека, его потребностей наиболее рациональным или экономичным способом. И далее:

«Пути изобретательства.

Зарождение  идеи.

1. От явления  к применению. Узнав о каком-нибудь  явлении или открыв его, нужно попытаться приложить его к практическим целям. Списки не использованных еще явлений природы.

2. От применения (задания) к явлению. Наметив  практическую задачу, пытаться решить, подбирая подходящие физические явления. Списки неудовлетворенных технических потребностей или удовлетворенных, но плохо.

3. Подражание  природе.

4. Дикие фантазии  с последующим отбором. Неожиданные решения, делание наоборот. Рассуждения по аналогии.

5. Научные  исследования вопроса и нахождение  оптимальных величин (максимума,  минимума, экстремума, вариационные задачи и т. д.). Сначала - перевод задания на математический язык. Анализ формул. Практические выводы.  

6. Комбинирование  известного для получения нового эффекта»*

Конструирование. Инженерная деятельность направлена на создание нового, а не на слепое копирование имеющихся образцов, как это было свойственно ремесленной практике. Однако только сформулировать идею еще недостаточно. Идея изобретателя, даже воплощенная в виде опытного образца, требует работы целой армии конструкторов, меняющих детали и их расположение, упрощающих конструкцию и т.д. Результатом конструкторской деятельности является готовая конструкция технического устройства или системы, материализуемая затем в процессе изготовления. Эта конструкция, как правило, состоит из определенным образом связанных стандартных элементов, выпускаемых промышленностью. Если каких-либо элементов не достает, или их параметры не соответствуют требованиям конструктора, они изобретаются и проектируются заново. Для целей массового производства и варьирования технических характеристик по требованию заказчиков на этой стадии проводятся дополнительные инженерные расчеты и учет ряда таких требований, как простота и экономичность изготовления, удобство использования, соблюдение определенных габаритов и возможность применения стандартных или уже имеющихся конструктивных элементов. Конструктор рассчитывает конкретные конструктивно-технические характеристики создаваемого устройства, учитывающие специфические условия его изготовления на данном производстве. Конструктор создает новые типы машин, имеющие общее устройство, но различающиеся характером отдельных деталей, их расположением, материалом и другими конструктивными особенностями.   

 Конструкторская  деятельность становится необходимой  именно с развитием серийного и массового машинного производства технических изделий и заключается в создании, испытании и отработке опытных образцов различных вариантов будущего инженерного объекта, выборе из них наиболее оптимального с точки зрения заказчика варианта и разработке технической документации - руководства для изготовления его на производстве [2, с. 107]. За конструктором остается расчет конструктивно-технических и технологических параметров технического устройства, разработка же технологии изготовления - задача уже другого специалиста - инженера-технолога. Однако это не снимает с конструктора ответственности за создание технологичной конструкции. Конструктор должен быть хорошо знаком со всеми процессами изготовления и обработки проектируемых машин, сооружений или вообще всяких изделий. Без такого знакомства он может сконструировать детали, которые вообще невозможно изготовить или обработать либо которые окажутся неудобными, дорогими и чрезмерно долгими в изготовлении.

Технология  и организация  производства. В результате конструирования рождается чертеж готовой технической машины или системы, который является посредником для передачи идеи изобретателя и описания конструкции, разработанной инженером-конструктором, не только исполнителю-рабочему, но и инженеру-технологу, который руководит изготовлением деталей и их сборкой. Исходным материалом этого вида инженерной деятельности являются материальные ресурсы, из которых создается изделие, а продуктом - готовое технически устройство и руководство к его эксплуатации. Функция инженера в данном случае заключается в организации производства конкретной типа изделия и разработка технологии изготовления определений конструкции этого изделия, а также, если это необходимо, орудий машин для его изготовления или отдельных его частей. Разработка и усовершенствование новой технологии в той или иной отрасли промышленности связана сегодня с научными исследованиями, например новых материалов, и созданием нового наукоемкого технологического оборудования.

Часто крупные  инженеры сочетают в одном лице и изобретателя и конструктора, и технолога, выполняя функции организатора производства какого-либо типа изделий промышленности. Однако современное разделение труда в сфере инженерной деятельности неизбежно ведет к специализации инженеров, работающих в научной следовательских институтах, конструкторских бюро, на заводах и фабриках преимущественно либо в области инженерного исследований либо конструирования, либо организации производства и технологи изготовления определенного типа технических систем. Такого рода разделение труда наметилось уже на первых заводах, хотя первые их создатели и руководители совмещали в своей деятельности почти все эти позиции одновременно. Однако в конце XIX в. на них уже действовал более четкий принцип разделения инженерного труда, выделяются в самостоятельные подразделения техническая дирекция, конструкторское бюро, мастерские и технический надзор за исполнением заказов. Инженер в мастерских уже ничего не изготавливает сам, как нередко случалось раньше, а лишь руководит сборкой по чертежам, полученным от инженеров-конструкторов, имея в распоряжении мастеров и старших рабочих. В дальнейшем ни изобретательская, ни конструкторская, ни технологическая инженерная деятельность не обходятся без тщательного научно-технического исследования.

Эксплуатация, оценка функционирования и ликвидация. В настоящее время в сферу инженерной деятельности попадает и эксплуатация технических систем, то есть операторская деятельность, и их техническое обслуживание. Для выполнения этих функций по отношению к сложным техническим, например компьютерным, системам требуется достаточно высокая инженерная квалификация. В процессе эксплуатации технической системы проводится также оценка ее функционирования, что весьма важно для постоянного совершенствования и разработки новых таких систем.

В последнее  время особенно сложной инженерной задачей становится утилизация и ликвидация отработавших технических устройств и их компонентов, которая может составлять предмет особого научного исследования. Уже на стадии разработки новой технической системы должны быть сформулированы требования к материалам и компонентам, входящим в ее состав, с точки зрения возможности их утилизации с минимальным ущербом для окружающей среды и здоровья людей. Это относится не только к атомным реакторам и к новейшим вычислительным комплексам, утилизация которых обходится весьма дорого и требует специальных инженерных и научных разработок и даже создания особых устройств для их утилизации, но и к таким, казалось бы, простым побочным продуктам технической деятельности, как упаковка отдельных компонентов или устройства в целом. Для переработки всего этого также разрабатываются достаточно сложные технические комплексы, такие, например, как печи для сжигания мусора или очистные сооружения для очистки промышленных вод, бывших в употреблении. Научные исследования и инженерные разработки в этой области финансируются в настоящее время во все большем объеме в промышленно развитых странах. Появляются инженеры, ученые и даже целые фирмы и институты, которые специализируются в этой области. Утилизация отходов атомной энергетики требует создания не только специальных наукоемких и дорогостоящих производств, но и специальных транспортных средств, контейнеров и хранилищ для них, представляющих собой вершину науки и инженерного искусства.

Таким образом, развитая инженерная деятельность включает в себя целый набор различных специализаций и видов деятельности, которые и сами составляют сложную систему, требующую исследования и организации. Организация инженерной деятельности сама становится одним из важных видов инженерной деятельности.

Инженерные  исследования и проектирование. Развитие инженерной деятельности привело к необходимости выделения в ней слоя собственных исследований, которые получили название инженерных, или научно-технических, где доводится до практически применимого уровня полученные в науке результаты, происходит обобщение, систематизация выработанных в ходе инженерной деятельности знаний. Часто имеющихся научных разработок недостаточно и в ходе решения той или иной конкретной инженерной задачи возникает потребность постановки и разработки чисто научной проблемы. В историческом плане это приводит к формированию сначала отдельных, а затем и целых блоков  технических наук.  

 Для классической  инженерной деятельности характерна  ориентация каждого вида инженерной  практики на соответствующую базовую науку, или на целый комплекс научно-технических дисциплин. В современных видах технической деятельности привлекаются любые методы, средства и знания из любых научных предметов. Их объединяет общность решаемой сложной инженерной задачи и единство подхода к ее решению. Система сложившихся на сегодня технических наук простирается от теоретических до практических исследований. Это означает, что естествознание не перестает контактировать с техникой. Прямым посредником между инженерной деятельностью и производством становятся инженерные исследования и проектирование. Да и само проектирование развилось из простой работы чертежников-рисовальщиков до квазинаучной деятельности инженера-«теоретика».

IV. Инженерная деятельность, и проблемы, возникающие перед ней на   современном этапе ее развития.

    Современный  этап инженерной деятельности  характеризуется системным подходом  к решению сложных научно-технических  задач, обращением ко всему  комплексу общественных, естественнонаучных, математических и научно-технических дисциплин. Обособление проектирования и экспансия его в смежные области, связанные с решением экологических, биотехнологических и социотехнических проблем, привели к кризису традиционного инженерного мышления и развитию новых форм проектной культуры, системных и методологических ориентаций современной инженерной деятельности, выходу ее на гуманитарные методы познания и освоения действительности. Например, для создания автоматизированных систем управления предприятиями или отраслями промышленности уже недостаточно традиционно используемых в инженерной деятельности знаний технических и естественных наук. Для их разработки требуются особые социально-экономические, социологические, социально-психологические исследования. А пренебрежение ими приводит к снижению эффективности таких систем. Конкретные социальные условия функционирования автоматизированных систем управления должны учитываться на стадии проектирования.

В связи с  усилением влияния науки на все  сферы жизни общества, необходимостью решения комплексных научно-технических проблем в настоящее время постепенно формируется новый стиль инженерно-научного мышления. Сегодня старые ценностные ориентации научной и инженерной деятельности часто приходят в противоречие с общей гуманистической направленностью социального прогресса. Распространение данных ориентаций на новые области, например социальной и биологической инженерии, порождает много, по сути, социальных проблем: охраны окружающей среды, этики ученых, прогнозирования социальных последствий научной и инженерной деятельности, которые могут оказаться необратимыми, и т. д. Все это требует перестройки традиционного стиля работы и способа мышления современного ученого и инженера.