張敏 李鋼 黃輝祥
【摘要】《工程倫理》近年來逐漸成為工科類專業(yè)所需掌握的非技術(shù)因素類課程,案例法是《工程倫理》課程的一種重要教學(xué)方法。但課程中適合機(jī)械類專業(yè)的案例較少,本文二級減速器為案例,就其中涉及風(fēng)險、安全、責(zé)任、價值、利益、公正與環(huán)境因素的工程倫理問題進(jìn)行分析,促進(jìn)機(jī)械類本科生學(xué)習(xí)《工程倫理》課程。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械類專業(yè);工程倫理;二級減速器
前言:工程倫理是關(guān)于工程道德的哲學(xué),于20世紀(jì)70年產(chǎn)生,國內(nèi)在工程倫理方面的研究開始時間較早,中國知網(wǎng)上最早的文章是方福德教授于1990年3月發(fā)表的《基因工程的倫理問題》。隨后工程倫理獲得了越來越廣泛的關(guān)注,在中國知網(wǎng)上共找到1192條結(jié)果。查到最早的專著《工程倫理導(dǎo)論》是2009年北京大學(xué)出版社出版,作者是肖平,這本書也是國內(nèi)第一部機(jī)械類專業(yè)用的教材?!豆こ虃惱怼番F(xiàn)已成為少數(shù)高校機(jī)械類研究生的課程,隨著工程教育認(rèn)證、新工科專業(yè)建設(shè)的推進(jìn),部分院校為機(jī)械類本科生開設(shè)了這門課程。我校為滿足工程教育認(rèn)證與新工科建設(shè)中對關(guān)注非技術(shù)因素、解決復(fù)雜工程問題的要求計劃開設(shè)《工程倫理》課程,而現(xiàn)有專著與教材中的案例多是面向土木水利、網(wǎng)絡(luò)信息、醫(yī)療化工與核工程等方面,機(jī)械工程方面較少,具體到某一個機(jī)械產(chǎn)品更是少見,這對機(jī)械類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《工程倫理》課程是不利的。
一、范例的選擇
機(jī)械中的二級減速器在行業(yè)中具有極其廣泛的應(yīng)用,其設(shè)計是機(jī)械類學(xué)生必須掌握的基本能力。機(jī)械類學(xué)生在大二期間即開始接觸二級減速器的設(shè)計,其設(shè)計用到了機(jī)械設(shè)計與制造中的大部分知識,尤其在《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》中,學(xué)生專門用兩個教學(xué)周完成特定一款二級減速器的設(shè)計。因此,二級減速器作為《工程倫理》案例具有典型性,更容易深入挖掘其中的工程倫理問題。
二、二級減速器中的風(fēng)險、安全與責(zé)任
特殊行業(yè)的減速器故障可能帶來嚴(yán)重安全問題,如航空航天、船舶、電力、電梯等,為了防止這些裝置中的減速器故障出現(xiàn)的安全問題,會在設(shè)計初期考慮特殊需求,安全系數(shù)選取更大,材料更好,也會增加其它安全零部件,甚至進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,發(fā)生風(fēng)險事故的可能性較低;一般行業(yè)中二級減速器在使用中帶來的風(fēng)險也較少,其風(fēng)險也往往可控,如考慮安全運(yùn)輸、起吊,就要給它設(shè)計合適的吊環(huán);輸入的超速、功率過大會導(dǎo)致其過載,這時,內(nèi)部設(shè)計的安全零部件,如鍵選擇相對軸與齒輪更軟的材料就有了意義;輸入轉(zhuǎn)矩變化過于劇烈、沖擊與振動等會導(dǎo)致二級減速器受到更大的沖擊載荷,這時二級減速器的輸入部分設(shè)計撓性聯(lián)軸器或帶傳動緩沖吸振就會降低損壞的風(fēng)險;維護(hù)方面,定期更換變速箱油,通過觀察孔位觀測內(nèi)部運(yùn)行狀況等可以使二級減速器獲得更高的安全性,這時,就要考慮放油螺栓、觀察孔位設(shè)計的合理性。如果不能很好完成以上設(shè)計、制造與維護(hù)問題,二級減速器不能正常工作,會導(dǎo)致整個機(jī)器系統(tǒng)的風(fēng)險,如輸入動力部分電機(jī)的損壞,或者下游傳動與執(zhí)行部件的損壞,這些包含在工程師設(shè)計二級減速器的責(zé)任中。
三、二級減速器中的價值、利益與公正
《工程倫理》中需要討論的對象包括工程師、企業(yè)、產(chǎn)品、用戶,分析也是針對這幾方面來進(jìn)行。在二級減速器的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、使用過程牽涉到這幾方的價值、利益與公正問題,這三方都有各自的訴求,都是想在規(guī)避風(fēng)險,獲得安全方面獲得盡可能大的價值,這也導(dǎo)致其之間的矛盾,二級減速器設(shè)計方面,為了安全達(dá)到預(yù)期使用壽命,工程師設(shè)計中希望更大的安全性,在齒輪、軸與鍵的設(shè)計中采用更好的材料,軸承選擇更高載荷的型號,會導(dǎo)致二級減速器成本增高或則體積、重量增大;企業(yè)則希望產(chǎn)品在滿足使用需求的同時盡可能降低成本以使產(chǎn)品獲得更好的銷路,以達(dá)到更高的市場競爭力,有時企業(yè)為了品牌與口碑,也會適當(dāng)犧牲經(jīng)濟(jì)性,追去更高價值的產(chǎn)品;而用戶方面,對產(chǎn)品的質(zhì)量與價格同時有要求,選擇方式也是更為復(fù)雜。三方的交互作用使其在價值、利益與公正方面的問題極其復(fù)雜。
四、二級減速器中的環(huán)境倫理
《工程理論》中,與產(chǎn)品作用的對象還包括環(huán)境。二級減速器在其生產(chǎn)、使用與回收的周期中都會對環(huán)境產(chǎn)生影響。生產(chǎn)中,如為特殊需求選用的部分合金鋼包含有害元素;加工碎屑會帶來污染;殼體防銹漆、潤滑油、冷卻液會帶來環(huán)境損害;銷售與運(yùn)輸過程中的包裝會產(chǎn)生污染;運(yùn)行與維護(hù)中,噪音、潤滑油也會污染環(huán)境;最后,回收再利用環(huán)節(jié)也會產(chǎn)生環(huán)境影響,這時,工程師的責(zé)任就是通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計方案、合適的加工工藝、編寫合適的維護(hù)手冊與使用方法,甚至準(zhǔn)備好回收、拆解、再利用的方案才能達(dá)到更好的環(huán)境倫理效應(yīng)。
結(jié)束語:二級減速器作為機(jī)械類專業(yè)學(xué)生熟悉的一個部件,包含了豐富的《工程倫理》內(nèi)容,在《工程倫理》常討論的風(fēng)險、安全、責(zé)任、價值、利益、公正與環(huán)境因素方面都有涉獵,實(shí)際上這些因素還有一些交互作用,做到平衡各個因素是很困難的。但《工程倫理》知識可以通過二級減速器的案例更好的為機(jī)械類本科生提供設(shè)計的參考,促進(jìn)機(jī)械類本科生對《工程倫理》知識的學(xué)習(xí)與掌握,最終在工程設(shè)計與實(shí)踐中自覺運(yùn)用《工程倫理》的知識,更好的協(xié)調(diào)工程師、企業(yè)、用戶與環(huán)境之間的關(guān)系。
參考文獻(xiàn):
[1]唐麗,陶思琦.論新時代中國工程倫理教育的價值和目標(biāo)[J].文化學(xué)刊,2021(04):180-182.
[2]張利,潘立,王揚(yáng)渝.基于機(jī)械工程專業(yè)的工程倫理教學(xué)模式的探討[J].教師,2021(10):117-118.
[3]楊敏.一起門式起重機(jī)事故分析[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2020(18):81-85.
[4]方福德.基因工程的倫理問題[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué),1990(02):20-22.
基金項(xiàng)目:本文系南京工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院2020年課程建設(shè)項(xiàng)目(備選)與江蘇省青藍(lán)工程優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊資助的研究成果。
作者簡介:張敏(1983-),男,河南商丘人,南京工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,講師,博士,主要研究方向:特種加工技術(shù),電火花加工技術(shù),電弧加工技術(shù)。
(南京工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 江蘇南京 211167)