Инженеры будущего
Текст: Татьяна Петухова | 2014-04-29 | 22911
Если вы хотите вырастить инженера будущего, вам самому необходимо им быть – считает профессор факультета электротехники и компьютерной инженерии Колледжа технологий Университета Purdue и директор Центра быстрой реализации продукции Филипп Сангер. О ключевых моментах подготовки будущих инженерных кадров доктор Сангер рассказал нашему изданию.

– Филипп, в чём Вы видите разницу между инженером, который работал, к примеру, 20 лет назад, сегодняшним инженером и инженером будущего? Или никакой разницы не существует?

Инженером был мой отец, и как инженер он должен был быть хорошо образован в рамках своей дисциплины. Выходить за её пределы необходимости не было. Сегодняшний инженер должен быть мультидисциплинарен, обладать более широкой базой, большим объёмом знаний. Сейчас большинство инженерных задач являются многомерными, и их решение требует знаний в более чем одной дисциплине. Более того, инженер будущего через 3-4 года, возможно, будет выполнять совершенно другую работу – ту, которой сегодня ещё даже не существует. И ему нужно быть достаточно гибким, чтобы двигаться дальше.

Объясню на примере из своего опыта. У меня есть степень по физике (специализация – ядерная инженерия). Но всю свою карьеру я потратил на разработку очень широкого спектра технологий, их доведение до реальных продуктов и приложений, их коммерциализацию. Я работал с командой, разрабатывающей сверхпроводящие магниты для магнитно-резонансного изображения, – тогда сверхпроводимость была новой технологией, нашедшей своё применение в медицине. Моя карьера продолжала развиваться, и у меня оказалось достаточно гибкости, чтобы с успехом перемещаться в совершенно другие сферы: силовая электроника,  стеклодувное дело, полупроводники. Инженеры будущего должны быть готовы двигаться тем же путём – они должны стать пожизненными учениками, непрерывно совершенствовать себя, расширять свои знания, желать учиться и не бояться делать это. Если вы делаете свою работу, и вдруг возникает необходимость освоить что-то новое, вы должны действовать с уверенностью: изучить это новое и продолжать делать это всю жизнь. И это один из вызовов, с которым сталкивается инженер будущего, который отличается от того, что делал я, и что делал мой отец, потому что технологии меняются очень быстро, и мы легко можем отстать от них. 

Но, главное, инженер во все времена – это решатель проблем. Если посмотреть на всех инженеров: электрических, механических, атомных – все они люди, решающие проблемы. Они делают это разными способами, используя разные инструменты, и их компетентность в той или иной дисциплине может быть разной. Но общая нить всех инженеров, сердце их профессии – это решение проблем.

– Мышление, направленное на решение проблем… Оно «включается» только на работе или сопровождает инженера повсюду?

Я считаю, что инженер – он и на работе инженер, и дома, и в отпуске…  24 часа в сутки. Потому что на решение проблем его голова «заточена», даже «запрограммирована». Когда инженер приходит домой, он думает тем же способом, что и на работе. Решение проблем – это образ жизни, и это не то, что можно выключить, нажав на кнопку. Если ваш супруг/супруга – инженер, вы просто должны признать это и принять как должное.

– Помогает ли человеку в обычной жизни наличие у него инженерного мышления или, наоборот,  мешает?

Конечно, помогает. Подход инженера к проблеме – это организованный способ искать решения. Не имеет значения, с какого типа проблемой ты столкнулся – технического, организационного или социального плана. Мы просто анализируем проблему и ищем решение.

Но вот в отношениях с женщиной… Ваш вопрос заставил меня вспомнить  книгу «Мужчины с Марса, женщины с Венеры». В ней говорится, что одна из причин конфликта между мужчиной и женщиной заключена в том, что мужчины всегда пытаются решать проблемы своих жён, в то время как женщины просто хотят, чтобы их кто-то выслушал, пока они не разберутся в своих проблемах сами. Вы можете представить эту неприятность, в которую попадает муж-инженер, просто делая своё дело – решая проблему. Так что даже если вы самый лучший инженер в мире, это ещё не гарантирует того, что вы сможете привнести мир и спокойствие в ваш собственный дом (смеётся).

– В таком случае, как Вы считаете, может ли женщина сама быть хорошим инженером?

Естественно. У нас в США инженеров-женщин недостаточно – у вас в России их раза в три больше. Я обнаружил, что женщины очень ценны при работе в команде. Они часто имеют другую точку зрения, и она сильно освежает. Поэтому когда в команде есть и мужчины, и женщины, такая группа становится намного динамичнее. 

Доктор Сангер со студентом-инженером Брэндтом Прайсом из Западно-Каролинского университета трудятся над разработкой устройства, помогающего пожилым людям в реабилитации после операций по замене коленного сустава. На переднем плане: хирург-ортопед Клиф Фоул и одна из его пациенток.

– Чему Вы учите своих студентов?

Я стараюсь обучать их на собственном опыте и личным примером. Я стараюсь передать им всю прелесть того, как хорошо быть инженером. Мои студенты – инженеры будущего. Я стремлюсь научить их быть пожизненными учениками, быть открытыми для новых знаний и энергично принимать вызовы времени.

– Как Вы их мотивируете на непрерывное обучение в течение всей жизни? Некоторым ведь в тягость и пять лет отучиться.

Это, действительно, проблема. Современные дети нетерпеливо относятся к жизни. Они, кажется, хотят, чтобы всегда происходили разнообразные события, всё время куда-то спешат и не могут остановиться и задуматься хотя бы на минутку. А ещё у них очень серьёзные проблемы с коммуникацией. Допустим, чтобы изучить новую технологию, сначала нужно суметь исследовать этот вопрос самостоятельно, и это требует времени. Затем, когда уже есть какая-то основа, можно позвонить в компанию, использующую эту технологию, и там Вам с удовольствием о ней расскажут. Интересно то, что сегодняшнее поколение находит трудность в том, чтобы позвонить кому-то и попросить помочь. Если они не могут достать информацию электронным способом через Интернет, они просто разводят руками и говорят, что не нашли её.

Мотивировать их возможно. Часто это означает, что их нужно осторожно подтолкнуть за рамки самовозведённых ограничений. Для этого нам нужно создавать ситуации, оказавшись в которых, студенты должны выйти из своей зоны комфорта. Во многих американских инжиниринговых программах студенты принимают участие в реальных проектах, которые поддерживаются промышленностью. Каждый такой проект – это реальная проблема предприятия, и поскольку её решение является ценным для компании, она даже готова заплатить университету. В Purdue в начале года мы даём студентам каталог промышленных проектов, с помощью которого они могут определить свои предпочтения. Из предпочтений и навыков, необходимых для проекта, мы формируем команды. Отличительная черта наших проектов в том, что решение неизвестно в самом начале, и студенты должны собрать информацию и выбрать самое лучшее решение. Это то, что мы называем «проблемы, открытые до конца» (open ended problems). Студенты должны работать с большим объёмом информации и сортировать факты. Это и есть то, о чём я говорил в самом начале – самообучение. Не зная, какой ответ будет правильным, студенты могут опасаться, что не справятся с заданием. Но в конце проекта они оказываются довольны тем, что сделали хорошую работу и решили реальную задачу. Это не простое домашнее задание, которое ты никак не сможешь применить на практике. Это реальное инженерное решение, которое должно работать.

Взаимодействие с промышленностью важно для факультета и с точки зрения понимания самых современных технологий. Промышленность должна работать на краю технологий, чтобы оставаться конкурентоспособной. Поэтому даже профессор неизбежно учится, пока работает над проектом для промышленности. Так вы поднимаете себя на новый уровень, потому что решения, которые требуются промышленности, должны основываться на лучших технологиях, которые только доступны. И это замечательный механизм, который сохраняет обновлённые знания инженерных преподавателей и заставляет их оставаться в курсе того, что происходит вокруг.

Чтобы вы лучше поняли, расскажу вам об одной проблеме, над которой сейчас борется одна из моих студенческих команд. В Индиане есть огромный завод, выпускающий грузовики. На этом заводе сборка грузовика начинается в перевёрнутом положении, затем его «ставят на ноги»,  прикручивают оставшиеся детали, и сборка завершается. Не часто, но достаточно, чтобы это причиняло неудобства, операция по перевороту проходит не совсем успешно – грузовик приземляется в неправильном положении. Группа моих студентов разрабатывает высокоточную зрительную систему, которая даст системе автоматического контроля способность всегда осуществлять переворот в нужную позицию и избегать падения продукции. Это пример решения реальной мировой проблемы из опыта моих студентов.

Устройства, позволяющие фельдшерской службе ВВС США быстро взбираться на горы, разработаны  студенческой группой доктора Сангера: аппарат для скалолазания и реактивная гарпунная пушка.

– А кто Ваши студенты?

Большая половина из них приходят из штата Индиана, который находится в центральной части Соединённых Штатов и является сельскохозяйственным районом. Много студентов из огромных городских центров, таких как Чикаго. Наконец, есть и иностранные студенты со всего мира, но в основном из Китая и Азии.

– Кого проще учить: тех, кто вырос на ферме, или тех, кто жил в городе?

На этот вопрос ответить нелегко. Люди, растущие на ферме, знают, как делать какие-то вещи, как пользоваться инструментами, как решать проблемы. Они понимают, что если сломался трактор, то они просто должны его починить. Городские студенты часто таких навыков не имеют, но они могут лучше проявить себя в компьютерной графике или других аспектах, которые им мог предоставить город. И те, и другие навыки важны и ценны в диверсификации рабочей силы, в которой нуждается сегодняшний мир.

– А Вы знаете, почему дети с ферм идут учиться на инженеров, а не продолжают дело своих отцов?

Фермерские технологии сильно продвинулись вперёд. Просто посмотрите на огромный трактор на современной ферме – 15 метров в ширину – он пашет землю и постоянно подключен к Интернету и GPS. Современный автоматизированный комплекс на колёсах.

Поэтому сегодня, чтобы управлять фермой, много людей не требуется. Достаточно и одного человека, поэтому, если вы имеете троих детей, кто-то из них точно окажется не у дел. К тому же, некоторым фермерским детям фермерство просто не нравится. Это лишние для фермы люди и по этим причинам им приходится искать что-то другое.

– Из Ваших студентов вырастают хорошие инженеры?

Да. У нас есть выпускники, которые работают в крупных международных корпорациях или являются предпринимателями, владеющими собственным бизнесом. Мы стараемся оставаться в контакте с выпускниками и знаем, что многие стали очень успешными. Одно из преимуществ тех, кто вырос на ферме – это менталитет хорошей трудовой этики, которая диктует им, что усердно трудиться, трудиться не покладая рук – это то, что они должны делать. Фермерство – это тяжёлая работа, и фермер видит плоды своего труда не сразу – урожай он получает только осенью.

Но неважно, выросли вы в городе или на ферме, сильная мотивация и желание трудиться – то, что нужно, чтобы стать хорошим и успешным инженером.

– Сколько времени требуется выпускнику, чтобы полноценно включиться в работу компании?

По-разному. Это может занять год или два. Многие компании в Америке инвестируют в молодых сотрудников много времени, чтобы помогать им развиваться. В первый год они перемещают их из одной части компании в другую, чтобы те могли познакомиться с разными типами работ и понять, где им больше нравится, где они лучше смогут применить свои знания. На адаптацию нашим студентам требуется намного меньше времени, чем обычному выпускнику-инженеру, потому что ещё в процессе обучения они начинают работать с реальными вещами.

Студенты под руководством доктора Сангера проводят реинжиниринг покрытия турбинного двигателя для Береговой охраны США.

– В России есть такая точка зрения: чтобы стать хорошим инженером, этому нужно учиться уже с 5-6 класса школы. А как думаете Вы?

Это верно. Потому что дети начинают принимать решения относительно того, кем они хотят стать, именно в этом возрасте. Они смотрят на профессии, которые им нравятся, и хотят им следовать. В Соединённых Штатах представления о профессиях начинают формироваться в голове детей в 5-6 лет. Но если вы спросите ребёнка «Что делает инженер?» – скорее всего, он вам ответит, что это тот, кто управляет поездом, потому что ребёнок не имеет ни малейшего понятия о профессии инженера. Дело в том, что в английском языке машинист поезда имеет то же название, что и технический инженер. Ребёнок видит, что делает доктор или няня, но не инженер. Понимание того, чем занимается инженер, неотъемлемо важно для того, чтобы ребёнок сделал хороший выбор. Это один из самых больших вызовов, который встаёт перед инженерной профессией, – создание для детей видения того, кто мы и чем замечательна наша жизнь. Для детей в США возраст средней школы, а это примерно 11 лет, – критический момент, поскольку если ребёнок в этом возрасте делает выбор не в пользу изучения математики, физики и химии, то он не будет иметь твёрдой базы, которую затем сможет развить в колледже и, в конце концов, стать инженером.

– Со студентами – понятно. А каковы проблемы в части тех, кто их учит?

Для того чтобы из студентов сделать инженеров будущего, учителя сами хотя бы чуть-чуть должны быть инженерами будущего. Но для начала они должны быть инженерами настоящего. Многие инженерные профессора из университетов никогда не работали инженерами в промышленности. Это очень трудно – научить студента стать практическим инженером, если вы сами никогда им не были. Многие мои инженерные коллеги в американских вузах – блестящие и талантливые исследователи, учёные, но они имеют ограниченный опыт работы в промышленности и практической инженерии. Я сам проработал 25 лет в промышленности прежде чем прийти в академическую жизнь и понимаю важность этого. Я подозреваю, что подобная ситуация ощущается и в других университетах по всему миру. Но даже если вы инженер с практическим опытом, есть большая проблема с тем, чтобы оставаться в курсе новейших технологий.

– Почему разница между учёным-исследователем и инженером столь сильна? Ведь учёный тоже решает проблемы…

Я считаю, что ответственность учёного – создавать новое знание, делать новые открытия. Да, чтобы сделать эти открытия, должны быть решены определённые проблемы, и для этого в исследовательской команде часто имеется инженер, который ими и занимается. Инженеры, с другой стороны, обычно не сфокусированы на новых открытиях.  Они придумывают технологию или новое понимание, но это не то же самое, что исследовать то, как устроен мир. Инженер обычно применяет знание для решения проблемы, и слово «применяет» здесь ключевое.


Женская студенческая команда университета Purdue – победитель конкурса Stryker Robotics.

– Над чем Вы сейчас работаете?

Сейчас моя страсть – учить. И я работаю над созданием новой модели для дипломного проекта. Дело в том, что большинство моих студентов никогда не выезжало за пределы штата Индиана, и лишь очень малая часть была за пределами США. Но инженер будущего не сможет избежать вызова быть глобальным человеком – и это ещё одно важное его отличие от инженера настоящего. Чтобы выполнять проекты, в будущем потребуется работать с людьми со всего мира. Мои студенты не имеют такого опыта. У них нет достаточных средств для того, чтобы провести год или хотя бы семестр за границей. Поэтому я разрабатываю механизм, который позволит создавать команды в университете Purdue, университетах Казани и многих других иностранных университетах для сотрудничества в проектах с поддержкой компаний. Большая часть проекта будет выполняться через Интернет – используя многие из инструментов, которые студенты уже применяют в повседневной жизни. Вдобавок мне бы хотелось организовать две недельные поездки друг к другу на определённых этапах проекта; возможно, одна из поездок будет в самом начале проекта и поможет соорганизоваться, выработать концепцию. Эти поездки позволят студентам встретиться лично и поближе узнать культуры друг друга. Я не думаю, что подобная модель когда-либо запускалась раньше, и я хочу увидеть эту программу до своего ухода на пенсию, довести её до такого уровня, на котором она была бы самоподдерживающейся.

Быть или не быть глобальным инженером – во многом зависит от навыков межличностного общения. Я в шутку говорю, что для того, чтобы стать глобальным инженером, нужно уметь хорошо играть в песочнице – так, как мы делали это, будучи детьми. Мы можем наблюдать, как дети трёх лет играют в песочнице, строят вместе замки, но иногда кидают песком друг в друга или дерутся из-за игрушки. Может быть, это и нормально, если вам 3-5 лет, но если вам 25, вы не можете себе позволить играть по этим правилам, вы должны уметь слушать ваших товарищей и коллег, и вы должны уметь работать в команде. Глобальный инженер всегда обменивается идеями, в противном случае он может наделать много ошибок. И если он смотрит в ваши глаза и не видит понимания вами того, о чём он говорит, он должен донести информацию другим путём. Я надеюсь, что этот международный дипломный проект даст моим студентам возможность начать расти в культурном самосознании.

– Сложность в коммуникациях – это одна из проблем, которая тормозит развитие инженерии?

Да, коммуникация, вероятно, наиболее критическая часть инжиниринга. Для американцев серьёзное коммуникативное ограничение состоит в том, что мы владеем только одним языком. Да, сегодня весь мир говорит на английском, но через пятьдесят лет (а может быть, и раньше) этим языком может стать китайский. Это может быть настоящей проблемой. В этом плане студенты из других стран находятся в лучшем положении: они знают свой родной язык, английский и часто несколько других иностранных языков. Россия переживает подобную проблему в коммуникации. Поколениям советского периода, профессорам и исследователям нужно было знать только русский. Сейчас эти же самые профессора, которым за 40 или 50 лет, столкнулись с миром, который требует от них знания английского. Я пытаюсь учить русский и знаю, что мозги в нашем возрасте не так легко поддаются тренировке новому языку.

– И в заключение: что бы Вы могли посоветовать тем, кто ещё не сделал выбора в пользу той или иной профессии, и тем, кто уже учится на инженерной специальности?

Для детей, которые ещё не сделали своего выбора, могу сказать: будьте смелыми и не бойтесь – вы всё сможете преодолеть, мир инженерии замечателен. Решая проблемы людей и помогая им жить лучше, вы получите удовлетворение. Если вам что-то не нравится, вы можете попробовать что-то другое. Худший вариант – ничего не делать и не пытаться – так вы ничего не сможете достичь. А тех людей, которые уже выбрали профессию, прошу оставаться открытыми для новых и смелых идей и отдавать все силы, чтобы сделать этот мир лучшим местом для жизни.


Понравился текст? Зайдите на eRazvitie.org – там много других интересных материалов. Подпишитесь на eRazvitie.org в Фейсбуке и ВКонтакте, чтобы не пропустить ничего нового.