GİRİŞ. adı verilir. O devirde tapınak. kapılarının açılması ve kapanması için buhar gücü kullanılmıştır.

Transkript

1 BÖLÜM 1 GİRİŞ

2 GİRİŞ "İlkel insanlar, belki yarım milyon yıl önce ateşi keşfettiler, Kuşkusuz daha önceden, yıldırım düşmesi sonucu çıkan çalı ve orman yangınları ile karşılaşmış ve etkilenmişlerdi. Fakat ateşin yararlarının keşfi için, merakın korkuyu yenmesi beklenildi. Bir yangından geride kalan ve sakin sakin yanan ateş bazı ilkel adamları cezbetmiş ve onunla oynamakta, çalı ile ateşi beslemekte, dans eden alevleri seyretmekte, bir eğlence bulmuş olabilirler. Gece olunca, bu ilkel insan, ateşin ışığı, ılıklığı ve diğer hayvanları uzaklaştırmasını değerlendirebilmiştir. Bir gün kazara, daha kolay ve güvenli kullanım sağlayan, kuru ağaçları birbirine sürterek ateş yakmasını öğrendi ve bunu yuvasını veya mağarasını ısıtmak, daha kolay çiğneyebilmek, ve tat almak için avını pişirmekte kullandı. [17]. Bu paragrafta, ünlü bilim ve bilim-kurgu yazarı Asimov, tarihteki ilk tasarım mühendisliği örneklerinden birini, belki de birincisini anlatmaktadır. Yıldırım düşmesi ile çıkan çalı ve orman yangınları, o devirlerde gizemli bilimsel olaylar idi. Meraklı ilk bilim adamları, bu ateşi seyretmiş (bilim), ve korkusuz birkaç insan onunla oynamış (deney) olabilir. Ateşin sıcaklığı ve ışığı, ilkel insanları yanına çekmiş olmalı (mühendislik). Yanan bir çalıyı eline alarak, mağarasına götürerek aydınlatma ve ısınma amacı ile kullanan (tasarım) bir ilkel insan, tarihteki ilk mühendislerden biridir. Ateş bulamadığı zaman, kendine ateş yapma yollarını arayan ilk insanlar, iki kuru ağacın birbirine sürtünmesi ile ateş yapınca, tarihte ilk defa bir tasarım süreci tamamlanmış ve bir tasarım ürünü toplum hizmetine sunulmuştur. Bu ilkel tasarım, daha başka ilkel tasarımcılarca geliştirilerek, kendi çapında mükemmel bir tasarım elde edilmiştir. Bu bir ateş yayıdır. (Şekil 1). Ateşin gücünü denetleyerek, daha çok yararlanmak, insanlık için binlerce yıl süren bir uğraş olmuştur. İnsanoğlu ateşin verdiği enerjiyi, buhar gücüne dönüştürerek kullanmayı denemiştir. Buhar gücünün ilk kullanımı için, tarihte M.S. ilk yüzyıllar içinde Hero of Alexandria" nın adı verilir. O devirde tapınak Şekil 1 Tarihteki ilk tasarım ürünleri ve tasarım seçenekleri kapılarının açılması ve kapanması için buhar gücü kullanılmıştır. 1

3 Bundan sonra, ilk buharlı makinanın yapımı 16 yüzyıl beklemiştir. Pratik olarak uygulanabilir, fakat yüksek basınçta çalışan bu makina, 1691 yılında T. Savery tarafından yapılmıştır. Bu sistem 7 yıl içinde atılmış ve T. Newcomen, düşük basınçta çalışan ilk buhar motorunu geliştirmiştir. Watt'ın devrimci buhar makinası ise, sadece 60 yıl sonra insanlık hizmetine girmiştir yılında, mühendisler, mükemmel bir tasarıma ulaştıklarını kabul ediyorlardı de Fitch ilk buharlı gemiyi yaptı, fakat başarılı olamadı de Fulton, ilk başarılı buharlı gemiyi yaptı ve 1850 den önce ticari filolar ve askeri donanmalar buharlı gemiler ile donatıldı. Bu arada, 1814 de Stephenson ilk buharlı lokomotifi tasarladı ve yapımını gerçekleştirdi yılına kadar buharlı lokomotif ile ulaşım, günlük yaşamın bir parçası olmuştu den önce de, buhar gücü fabrikalarda uygulama bulmuş ve yaygın olarak kullanılmaya başlamıştı. Böylece kas gücünden, mekanik güce geçiş sürecinde ilk ve en önemli aşama tamamlandı. Yukarıda verilen tarihsel süreç içinde, önce ateşin, sonra buharın bilimsel olarak ilk keşfinden, teknolojik denetim altında yaygın olarak kullanımına kadar çok uzun bir süre geçmiştir. Ancak bu süreç içindeki tarihsel kilometre taşları arasındaki zaman dilimleri artan bir hızla kısalmıştır. Mühendislik gelişme hızı başlangıçta oldukça yavaş olmasına karşın, giderek artmıştır. Daha sonraki yıllarda ise, buhar gücü üzerine yapılan çalışmaları sıralamak dahi zordur. Zaman yönünden bir diğer ilginç örnek, tepki kuvvetinin uygulamasıdır. Tepki kuvvetlerini basit şekilde, eski Çinliler havai fişek olarak kullanırlardı. Bu konuda ilk kayıtlı çalışma 1913 yılında Lorin'in patent alması olmuştur da Whittle ilk tepkili uçağı uçurabilmiştir. Ondan sonra, tepkili uçağın savaşta kullanımı 5 yıl gibi kısa bir sürede tamamen gerçekleştirilmiştir. Bundan sadece 2 yıl sonra, 1946 da ses hızı aşılmıştır. Günümüzdeki durum ise bilinmektedir. Yukarıdaki tarihsel örneklerden açıkça görüldüğü gibi, bilimsel olayların keşfinden sonra mühendislik uygulamaları uzunca bir zaman almıştır. Fakat, mühendislik uygulamaları bir kez başladıktan sonra giderek artan bir hızla geliştirilmiş ve insanlık hizmetine sunulmuştur. Mühendis, bu süreçte, bilimsel olgulardan başlayarak, insanlık ve toplum yararına kullanılabilir araçları yaratan/üreten kişi olmaktadır. Bu süreç ise mühendislik etkinliği olarak tanımlanır. Mühendislik, toplum yararına ürünlerinin düşsel ve fiziksel üretiminin sistematiğidir. Mühendislik toplum ve insanların hizmetinde olan bir meslektir. Her mesleğin olduğu gibi mühendislik mesleğinin de kuralları, yöntemleri ve etiği vardır. Bu konular bu kitap içinde ayrı ayrı ele alınacaktır. Tasarım ise mühendislik ile birlikte 2

4 doğan ve gelişen bir olgudur. Toplum ve insanlığın gelişmesi ile tasarım kavramları başka konulara da uygulanmış olsa da, tasarımın temel özelliklerinde önemli bir farklılaşma gözlenmemektedir. Ancak mühendislik mesleğinin yapısı gereği mühendislik tasarımı, tasarım olgusunun sistematik bir düzen içinde toplum ve insan yararına uygulanması olarak gelişmiştir. Tasarlamak (tasarım ürünü üretmek) insanın doğasında varolan, ancak eğitim ile geliştirilebilen bir yetenektir. Tasarlanan ürünlerin fiziksel ürüne dönüştürülmesi süreci ise bir başka mühendislik olgunun tanımını gerektirir. Bu ise imalat teknolojisidir. Mühendislikte üretim, mühendislik tasarımı ile birlikte mühendislik imalat teknolojisini beraberce kavrayan sürecin tümüdür. Bu konuların tamamı bu kitap kapsamında eğitsel amaçlı olarak irdelenecek ve tartışılacaktır. Okuyucuya bir rehber olması amacı ile Çizelge 1'de önemli terimlerin Türkçe, İngilizce ve Almanca karşılıkları verilmiştir. Çizelge 1; Bu kitapta kullanılan bazı önemli kelimelerin Türkçe, İngilizce ve Almanca karşılıkları. Türkçe English Deutsche Tasarım Design Konstruktion (Entwurf) Tasarlamak to design konstruieren (entwerfen) Tasarım ürünü Design product Mühendis Engineer Ingenieur Konstruktionsprodukt / Konstruktionsergebnis Mühendislik Engineering Ingenieurwesen İmalat Manufacturing Fertigung Üretim Production Produktion Yaratıcılık (mühendislik) Creativity (engineering) Kreativität (ingenieurmäßige) MÜHENDİSLİK ve MÜHENDİSLİK TASARIMI EĞİTİMİ Mühendislik mesleği eğitim ile kazanılan ve kişilere özgü bir yetenektir. Benzer şekilde mühendislik tasarımı da eğitim özellikleri ön plana çıkan bir bilgi birikimidir. Tasarım eğitimi almamış kişiler mühendislik eğitimi ile mühendislik tasarımı eğitimi arasındaki farkı küçümseyebilirler. Bir mühendislik ürününün toplum ve insan yararına konulabilmesi mühendisliğin tüm aşamalarını kapsar. Bu düzeyde mühendisliğin başlıca iki aşaması vardır. 1) Ürünün, mühendisin kafasında düşsel olarak üretilmesinden (mühendislik yaratıcılığı) tasarımın belgelenmesine kadar geçen süreç, 2) Belgelenmiş tasarım ürününün insan tarafından kullanılabilir fiziksel ürüne dönüştürülmesine kadar geçen süreç. 3

5 İkinci süreç ile ilk süreç arasında çok temel kavram farklılıkları bulunmaktadır. Mühendislik tasarımı eğitimi bu iki aşamadan sadece ilk aşamayı kapsar. İkinci aşama ise genellikle imalat mühendisliği kapsamında değerlendirilir. Bu kitap kapsamında sadece birinci aşamada verilen süreç ve bu süreç özellikleri incelenecektir. Bu kapsamda mühendislik eğitimi süreç ve süreç özelliklerinin incelenmesi ile beraber mühendislik tasarımına yönelik bazı bireysel yeteneklerin kazanılmasını da amaçlamaktadır. Bu yetenekler olmaksızın salt kuramsal veya uygulamalı bilgi ile mühendislikte tasarım yeteneklerini kazanmak olanaklı görülmemektedir. Bu yetenekler şunlardır: 1- Toplum, insan ve doğa ile ilgili açık veya gizli sorunları algılayabilme ve kavrayabilme yeteneği, 2- Değişik mühendislik kollarından kişilerle beraber çalışabilme yeteneği, 3- Bilim, matematik, sanat gibi mühendislik mesleği dışında gelişen birçok meslekte varolan bilgi, deneyim, beceri ve uygulamaları yorumlama ve uygulama yeteneği, 4- Varolmayan fiziksel ürünleri kişisel düşünce sınırları içinde düşsel olarak canlandırabilme yeteneği, 5- Mühendisin düşüncesinde canlandırdığı ürünlerin gerçel ortamda fiziksel ürüne dönüştürebilme için sentezleme ve belgeleme yeteneği. Mühendislik eğitimi genç mühendislerin bu yetenekleri kazanması için ilk deneyimlerini yaşayacakları ortamın kendilerine verilmesi ve bu süreci kişisel olarak yaşamalarının sağlanmasıdır. 4