Tekniikka
Wikipedia
Tekniikka tarkoittaa (elottoman) luonnon mahdollisuuksien hyödyntämistä, varsinkin aineellisten tuotteiden valmistusta ja käyttöä luonnontieteiden sovelluksiin perustuvin keinoin. Sanaa tekniikka käytetään myös erilaisista menetelmistä, teko- tai suoritustavoista ja -taidoista.[1]
Rakennukset, koneet ja laitteet edustavat tekniikan tuloksia, jotka ovat parantaneet ihmisten hyvinvointia.
Tekninen tietämys sisältää paljon yksinkertaistettuja kokemusperäisiä laskentakaavoja, mitoitusohjeita, standardeja ja sääntöjä, joiden tieteellinen selityskyky on vajavainen mutta, joilla pystytään saavuttamaan haluttu lopputulos. Hyvä esimerkki tästä on kitkakerroin ja siihen pohjautuva mitoitus, joka on riittävä useiden koneiden rakentamiseen. Syy tähän käytäntöön on tekniikan jo varhaishistoriasta alkanut läheinen suhde ihmisten toimeentuloon. Hengissä pysymisen vuoksi tärkeämpi tavoite on saada koneet ja työkalut toimimaan ja vasta toissijaisesti ymmärtää miksi kone toimii. Todellisuuden monimutkaisuus pakottaa myös yksinkertaistuksiin, sillä tarkoista, kaiken huomioon ottavista laskelmista tulee helposti ylivoimaisia.
Uusia koneita rakennetaan tyypillisesti koekappaleiden avulla ja seuraava pyritään tekemään tehokkaammaksi ja taloudellisemmaksi edellisestä saatujen tulosten mukaan. Koneiden ja rakenteiden äärirajoille viedystä mitoitusten optimoinnista on tekniikan historiassa useita esimerkkejä, kuten teräksiset riippusillat (esimerkiksi Tacoma Narrows) 1900-luvun alkupuolella. Nämä rakennettiin lopulta niin pitkiksi ja keveiksi, että kovassa tuulessa tultiin niiden ominaisvärähtelytaajuudelle, jolloin siltaan kohdistui huomattavasti laskettua suurempia kuormituspiikkejä ja siltoja sortui. Tekninen osaaminen kasvaa kaikkien tällaistenkin vastaankäymisten kautta ja seuraavalla kerralla otetaan mitoituksissa huomioon saadut kokemukset. Teknisen tietämyksen kasvaessa ja tietokonesimulaation avulla voidaan nykyään yhä paremmin laskea ja ennustaa rakenteiden kestävyyttä ja koneiden toimintaa jo suunnitteluvaiheessa.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Tekniikka-käsitteestä ja etymologiasta
Tekniikan etymologisessa alkuperä on klassisen kreikan sana tekhne, joka merkitsi vapaiden miesten työtä ja taitoja. Englannin kielessä sanalle tekniikka ei ole suoraa vastinetta, vaan siellä termi "engineering" tarkoittaa teknisten toimintojen toteuttamista, mikä suomennetaan usein sanalla suunnittelu. Englannin "technique" tarkoittaa tapaa, jolla jokin asia tehdään ja se on suppeampi käsite. Englannin "technology", joka on tietoa rakenteista, laitteista, työkaluista yms. ja sisältää myös niiden käytön, on jossain tapauksissa hyvä käännös.
Tekniikka-sanan sijasta käytetään jossain tapauksissa "sovellettu tiede"-käsitettä (eng. applied science). Tällöin on usein kyse vanhojen tiedeyliopistojen näkökulmasta, kun jokin niiden uusi tutkimusala on siirtynyt tukemaan pääasiassa teollisia toteutuksia.
Teknologia on käsitteenä hieman sekava, kun sitä on alettu käyttää englannin vaikutuksesta tekniikka-sanan synonyyminä. Suomen teknillisissä oppilaitoksissa ja yliopistoissa opetetaan tekniikkaa eikä teknologiaa. Ammattikorkeakouluista ja teknillisistä yliopistoista valmistuneiden ammattinimike on insinööri.
[muokkaa] Uuden teknisen tuotteen suunnittelun metodiikka
-
Pääartikkeli: Tuotekehitys
[muokkaa] Vaatimuslista
Tuotekehityksessä ensimmäinen ja hyvin oleellinen tehtävä on tunnistaa, ymmärtää ja tulkita uuteen tuotteeseen kohdistuvat vaatimukset ja tekniset rajoitukset. Yleensä ei riitä, että tuote toimii, vaan sen on täytettävä muutkin vaatimukset. Vaatimuksiin saattaa sisältää rajoituksia saattavissa olevista resursseista, on erotettava kuvitteelliset ja tekniset rajoitukset, tunnistettava tulevaisuuden joustavuusvaatimukset muokkausten ja lisäysten suhteen ja muut tekijät kuten tuotteen hinta, valmistettavuus, käytettävyys ja huollettavuus. Kokoamalla vaatimuslista luodaan tuotteen määrittely, jossa kuvataan tuotteen käytön ja valmistettavuuden rajat.
[muokkaa] Ongelman ratkaisu
Etsiessään vaatimuslistan toteuttamiseksi sopivan ratkaisun suunnittelijat hyödyntävät tietämystään tekniikasta, matematiikasta ja hankkimaansa kokemusta ja näiden perusteella analysoivat ongelmaa. Luomalla ongelmasta matemaattisen mallin pystytään ratkaisuja testaamaan. Yleensä on olemassa useita toteuttamiskelpoisia ratkaisuja, joten suunnittelijat joutuvat arvioimaan eri toteutustapoja tietämyksellään ja valitsemaan parhaiten vaatimuksiin sopivan ratkaisun. Suunnittelijan ammattitaidosta riippuu, löytyykö paras ratkaisu hänen keksimiensä ratkaisumahdollisuuksien joukosta. Joskus saattaa löytyä ratkaisu, jolla koko tarve uudelle tuotteelle poistuu.
Suunnittelijoiden tehtävänä on ennakoida, kuinka hyvin uusi tuote tulee toteuttamaan määrittelyn vaatimukset ennen tuotannon alkamista. Tässä he käyttävät apuna prototyyppejä, pienoismalleja, tietokonesimulointia, murtokokeita, ei rikkovia testejä ja kuormituskokeita. Testaus varmistaa tuotteen halutun toimivuuden. Suunnittelijat ovat tietoisia tuotevastuusta ja varmistavat mahdollisin hyvin, että uusi tuote ei tuota käyttäjille odottamattomia vahinkoja. Yleensä tuotteiden mitoituksissa käytetään varmuuskerroin vähentämään rikkoontumisien riskiä. Liian suuret varmuuden voivat toisaalta pienentää tuotteen hyödyllisyyttä.
[muokkaa] Tiede ja tekniikka
Tiede ja tekniikka ovat molemmat ongelmanratkaisua, jossa käsitellään todellisuudessa olevia rakenteita ja toimintoja. Ero näiden välillä löytyy tavoitteista. Tieteenharjoittaja pyrkii selvittämään todellisuuden rakennetta ja toimintaa. Tähän voidaan käyttää apuna erilaisia teknisiä välineitä kuten mikroskooppi ja tietokone. Insinööri pyrkii saamaan aikaan halutun rakennelman tai toiminnon. Tähän hän voi käyttää apuna erilaisia tietoja kuten fysiikka tai kemia. Eli tieteilijän tavoite on nähdä todellisuus sellaisena kuin se on ja insinöörin tavoite on muokata siitä halutunlainen.
Periaatteellinen ero tieteen ja tekniikan välillä on selvä mutta käytännössä eroa ei nykyisin useinkaan ole. Tieteentekeminen ja tekniikka ovat tiukasti sidoksissa toisiinsa ja ruokkivat toisiaan. Teknisillä laitteilla pystytään esimerkiksi näkemään sitä, mikä on ihmissilmän tavoittamattomissa. Tieteellisellä tietämyksellä taas voidaan nopeuttaa teknistä kehitystä, koska sen avulla voidaan tehdä systemaattista kehitystyötä pelkän kokeilun ja sattuman sijaan.
[muokkaa] Tekniikan historia
-
Pääartikkeli: Tekniikan historia
Tekniikka on yhtä vanhaa kuin ihminen ja tekniikalla on keskeinen osa ihmissuvun säilymisessä kilpailevien lajien kanssa. Eloonjäämisen kannalta keskeiset tekniset keksinnöt liittyvät ihmisyhteisöjen koon kasvamiseen ja ravinnon tuottamiseen eli metsästykseen ja maanviljelyyn. Aseet ovat olleet tärkeitä paitsi metsästyksessä myös ihmisyhteisöjen välisissä sodissa. Tekniikan merkitystä kuvaa se, että historiaa jaetaan ihmisen käyttämän tekniikan mukaan kivikauteen, pronssikauteen ja rautakauteen.
Ensimmäinen kirjattu insinöörin tehtävänkuva vuodelta 1325 on ollut sotakoneiden suunnittelija. Englannin civil engineer ja ruotsin kielen termi civilingenjör ovat peräisin insinöörien tehtävien jakaantumisesta armeijan palveluksessa oleviin ja siviilitehtävissä oleviin, usein rakennus- ja siltasuunnittelijoihin. Ensimmäiseksi sähköinsinööriksi katsotaan William Gilbert, joka julkaisi vuonna 1600 teoksen De Magnete ja jota pidetään termin "electricity" keksijänä. Ensimmäisen höyrykoneen rakensi 1698 koneinsinööri Thomas Savery.
Tieteen ja tekniikan kehittymisen kannalta tärkeitä ovat olleet tiedon esittämiseen, taltiointiin ja välitykseen (kirjoitustaito, kirjapainotaito, tietokoneet) liittyvät tekniikat.
[muokkaa] Tekniikan evoluutio
Varhaiset tekniikan saavutukset ovat kokeilun ja sattumien tulosta. Vasta muutamana viime vuosisatana tekniikoiden kehittäminen tieteellisen tietämyksen perusteella on noussut merkittävimmäksi uusien tekniikoiden lähteeksi.
Kehittynyt tekniikka perustuu tieteelliseen tietämykseen, esimerkiksi fysiikkaan, kemiaan, biologiaan ja kybernetiikkaan ja siten niiden pohjalla olevaan matematiikkaan. Uudet matemaattiset ja tieteelliset menetelmät ovat mahdollistaneet uusien fysikaalisten ilmiöiden mallintamisen ja siten teoriaan pohjautuvan suunnittelutyön. Esimerkki tästä ketjusta on Maxwellin yhtälöt (matematiikka), piiriteoria (fysiikka) sähköisten systeemien mallintamiseksi ja hallitsemiseksi ja sitten erilaisten sähkölaitteiden suunnittelu, rakentaminen, ylläpito ja käyttö.
1990-luvun lopulta lähtien on tekniikankehityksestä ollut esillä julkisuudessa malli, jossa innovaatioiden siemenet syntyvät yliopistoissa ja tutkimuslaitoksilla, josta ne virtaavat pk-yritysten kautta suuryrityksiin. Puhutaan lähteistä (source), ylävirrasta (upstream) ja alavirrasta (downstream). Ajatusmalliin on vaikuttanut historialliset tosiasiat: Esim. Wrightin veljekset kehittivät moottorilentokoneen polkupyöräpajassaan. Kehitystyön aikana he olivat kirjeenvaihdossa eri professoreiden kanssa. Toinen esimerkki pk-yrityksen innovatiivisuudesta on Microsoft, joka pystyi ottamaan käyttöön mikrotietokoneessa DARPAn 1960-luvun kehitysprojektien tulokset, jotka esim. kehityshankkeita tehnyt Rank Xerox hylkäsi.
Yleisesti tekniikan kehittyminen ja muutos ovat vallitsevan yhteiskunnan, luonnon ja ihmisyksilöiden vuorovaikutusta, josta etsittävät ketjumaiset kehityskulut ovat vain likimääräisiä kuvauksia. Lisäksi, kun jo olemassa oleva tekniikka vaikuttaa tekniseen kehitykseen, on evoluutio sopiva kuvaamaan teknisen kehityksen kulkua.
[muokkaa] Tekniikan eri alueet
Tekniikkaa voidaan luokitella käyttöpaikan mukaan kuten kodintekniikka ja avaruustekniikka tai käyttötavan mukaan kuten tuotantotekniikka. Alla jaottelu insinöörien koulutussuuntien mukaan:
- Arkkitehtuuri
- Rakennus- ja ympäristötekniikka
- Maanmittaus
- Konetekniikka
- Sähkötekniikka
- Tietotekniikka
- Automaatio- ja systeemitekniikka
- Kemiantekniikka
- Puunjalostustekniikka
- Materiaalitekniikka
- Teknillinen fysiikka
[muokkaa] Tekniikan tutkimuksen rahoitus ja teknologiapolitiikka
-
Pääartikkeli: teknologia
[muokkaa] Lähteet
- ↑ Kielitoimiston sanakirja. Kotimaisten kielten tutkimuskeskuksen julkaisuja 132. Internet-versio MOT Kielitoimiston sanakirja 1.0. Helsinki: Kotimaisten kielten tutkimuskeskus ja Kielikone Oy, 2004. ISBN 952-5446-11-5.
