Переходная инженерия - это профессионально-техническая дисциплина, которая занимается применением научных принципов к проектированию, инновациям и адаптации инженерных систем, которые отвечают потребностям сегодняшнего дня без ущерба для экологических , социальных и экономических систем, от которых будут зависеть будущие поколения. удовлетворять собственные потребности. Подобно тому, как во всех областях инженерии вопросы безопасности включаются в параметры проектирования, мышление устойчивого развития строится [ кем? ] в переходную инженерию. Возникает переходная инженерия [ когда? ]как область, предоставляющая инженерам инструменты, необходимые для обеспечения устойчивости при проектировании и управлении инженерно-техническими системами. Инжиниринг перехода - это междисциплинарная область, которая решает проблемы будущей доступности ресурсов и выявляет, а затем реализует возможности для повышения устойчивости и адаптации . [ необходима цитата ]
Обзор
Инженерные профессии появляются, когда возникают новые технологии, новые проблемы или новые возможности. Так было, когда в начале 1900-х годов выросла техника безопасности для борьбы с высоким уровнем производственного травматизма и смертности. В 1960-х годах экологическая инженерия возникла как дисциплина, направленная на сокращение промышленного загрязнения и смягчение воздействия на здоровье окружающей среды и качество воды . Качественная инженерия возникла с расширением технологий массового производства во время Второй мировой войны и необходимостью подтверждения качества продукции. Когда спроектированные системы должны измениться из-за рисков отказа, устаревания или модернизации, управление изменениями является хорошо известным процессом. Transition Engineering сосредоточена на выявлении неустойчивых аспектов действующих в настоящее время инженерных систем, внедрении инноваций в проекты, которые снижают неустойчивые энергетические, материальные, экологические и социальные аспекты, а затем выполнении всеобъемлющего процесса управления изменениями.
Возникновение Transition Engineering связано с двумя серьезными проблемами; экспоненциальный рост концентрации углекислого газа в атмосфере Земли и отсутствие роста и неизбежное снижение добычи традиционной нефти, иногда характеризуемое как пик добычи нефти . Концентрация углекислого газа в атмосфере превысила «климатически безопасный» диапазон 350 частей на миллион в 1990-х годах и теперь превысила 420 частей на миллион, уровень, которого Земля не знала в течение 800 000 лет. [1] Переходный инжиниринг направлен на использование преимуществ текущего доступа к оставшимся более дешевым и более высоким энергетическим ресурсам EROI для повторного развития всех аспектов городских и промышленных инженерных систем с целью адаптации к резкому сокращению использования ископаемого топлива. [2]
Возникающая пандисциплинарная сфера
Признание области переходной техники и энергетики переходного Engineering началось в 2010 году , когда Институт техники и технологии (ИЭПП) Престиж лекции в Новой Зеландии получил доцент Susan Krumdieck , Кентерберийский университет . [3]
В 2014 году в учебнике по инженерии «Принципы устойчивых энергетических систем» профессора Фрэнка Крейта была включена глава 13 о переходной инженерии. [4] В 2017 году компания Transition Engineering была приглашена для написания главы 32 книги «Энергетические решения для борьбы с глобальным потеплением». [5] В 2019 году был опубликован полный текст по методологиям и принципам переходной инженерии «Переходная инженерия, построение устойчивого будущего». [6]
С 2015 года Transition Engineering преподается на университетском уровне в рамках целого ряда полных курсов, семинаров, гостевых лекций и семинаров. Курсы проводились в ИЯФ Гренобля, Франция; Мюнхенский университет прикладных наук, Германия; Университет Дуйсбург-Эссен, Германия; Бристольский университет, Великобритания; и в Кентерберийском университете, Новая Зеландия. В 2020 году он-лайн курсы стали доступны инженерам по всему миру для прохождения переходного обучения.
Происхождение
Идея, лежащая в основе переходной инженерии, возникла из разных источников, как технических, так и нетехнических. Концепция устойчивого развития существует с 1987 года, и проблема устойчивости была движущей силой в развитии переходной техники. Движение « Переходный город » стало еще одним источником вдохновения, поскольку оно показало, что существует множество групп людей по всему миру, мотивированных готовиться к пику добычи нефти и изменению климата . Переходные города и экопоселения демонстрируют потребность в инженерах для создания систем, которые управляют неустойчивыми рисками и предоставляют людям устойчивые варианты. С этической точки зрения инженеры обязаны «ставить во главу угла безопасность, здоровье и благополучие населения» и отвечать на потребности общества в устойчивом развитии [7]
Истоки техники безопасности во многом послужили источником вдохновения для переходной техники. В начале 1900-х годов владельцы бизнеса рассматривали безопасность на рабочем месте как напрасную трату инвестиций, а политики не спешили меняться. После того, как в результате пожара на фабрике Triangle Shirtwaist в Нью-Йорке погибли 156 рабочих, оказавшихся в ловушке, 62 инженера собрались вместе, чтобы выяснить, как сделать рабочее место более безопасным. В конечном итоге это привело к образованию Американского общества инженеров по технике безопасности . [8]
Поскольку техника безопасности управляет рисками небезопасных условий, переходная техника управляет рисками неустойчивых условий. Чтобы дать инженерам лучшее представление об устойчивости, переходная инженерия определяет проблему как устойчивость ООН. Это похоже на проблему небезопасных условий, которая является целью техники безопасности. Мы не обязательно знаем, как выглядит совершенно безопасная система, но мы знаем, как выглядят небезопасные системы и как их улучшить; то же самое относится к неустойчивости систем. Уменьшая проблемы неустойчивости, мы делаем шаги в правильном направлении [9]
Семиступенчатый метод
Метод Transition Engineering включает семь шагов, помогающих инженерам разрабатывать проекты, связанные с изменением неустойчивой деятельности. В качестве дисциплины Transition Engineering признает, что прогнозы «Бизнес как обычно» будущих сценариев на основе прошлых тенденций недействительны, потому что основные условия в значительной степени изменились по сравнению с условиями прошлого. Например, прогноз будущего предложения нефти в 2050 году на основе данных до 2005 года дает ожидание увеличения спроса на 50% за этот период времени. Однако фактическая добыча традиционной нефти не увеличивалась с 2005 г. и, по прогнозам, к 2050 г. сократится более чем на 50% [10].
- История. Во-первых, собираются исторические данные и анализируются исторические тенденции в культурном и политическом контексте. Рассмотрены все исторические аспекты системы. Transition Engineering исследует влияние технологий и социальных разработок на спрос на энергию и ресурсы. Как мы оказались там, где находимся сейчас? Почему мы здесь? Какие факторы привели нас сюда?
- Присутствует: на этом этапе оценивается текущая ситуация. Учитываются все текущие возможности, инвестиции, активы и состояние / возраст активов и пассивов. Аудит энергопотребления и оценка его конечного использования [11]
- Будущее: рассматриваются сценарии из всех областей исследования для получения единого мнения как об инерционных траекториях текущих тенденций, так и об ограничениях пропускной способности и нехватке ресурсов. [12] Инженеры переходного периода применяют науку об изменении климата, нефтяной геологии, экологии, гидрологии и т. Д. Для описания «перспективной операционной среды». Определение вероятности каждого будущего результата создает оболочку будущей операционной среды. Это дает инженерам и лицам, принимающим решения, ограничения с различным уровнем риска. [13] [14]
- Концепции смены пути: инновации имеют место на этом этапе, когда текущие предположения о поведении и экономике откладываются в пользу рассмотрения перспективной операционной среды в конечной точке временного интервала исследования. Новатор TE помещает себя в будущее и использует будущие ограничения дизайна, чтобы придумывать реалистичные и работающие концепции. Концепция «перелома пути» не имеет будущего.
- Ретроспективный анализ: анализируются концепции разрыва пути, чтобы увидеть, чем они отличаются от текущей ситуации. На этом этапе также анализируются препятствия и стратегии изменения существующих систем [15]
- Триггерные события: хотя существующие системы обладают большой инерцией, если правильный триггер применяется в нужное время, возможны большие изменения. Триггерами могут быть катастрофические события, такие как экономический коллапс, или внешние изменения, такие как слияние компаний, новый закон или новый персонал. Они также могут быть спроектированы проектами изменений. Пусковым событием для инженерной безопасности стал «пожар на фабрике по производству треугольных рубашек». (ссылка) Задача состоит в том, чтобы сообщить о преимуществах и преимуществах адаптивного изменения и инициировать разрушительное событие, которое позволяет организации выйти из колеи. См. Управление изменениями
- Проекты смен: наконец, благодаря планированию будущего спроса и предложения реализуются проекты изменений, чтобы наилучшим образом использовать текущие доступные ресурсы. Благодаря этим проектам общество станет более устойчивым к пиковым изменениям цен на нефть и изменению климата.
Глобальная ассоциация переходной инженерии (GATE)
GATE открыл первую группу в Великобритании в феврале 2014 года. GATE - профессиональное инженерное учреждение; членская ассоциация и научное общество, и включает в себя появляющуюся сеть инженеров и не инженеров, которые разделяют идею, что инженеры несут ответственность за изменение инженерных систем с целью адаптации к сокращению использования ископаемого топлива и других неустойчивых ресурсов. Transition Engineering - это дисциплина управления изменениями. Подобно проектированию безопасности, Transition Engineering использует аудит и инвентаризацию текущего проектирования и эксплуатации системы для количественной оценки рисков для основных видов деятельности и ресурсов в течение определенного периода времени. Сроки исследования должны быть соизмеримы со сроком службы активов, задействованных в деятельности. Деятельность - это все, что поддерживает спроектированная система, например производство, очистка сточных вод, мобильность или консервирование продуктов питания . Transition Engineering признает, что аналитические методы стратегического анализа в течение периода жизненного цикла расходятся с большинством экономических анализов, которые со временем обесценивают значения. Стратегический анализ, проведенный Transition Engineers, направлен на предотвращение неэффективных инвестиций за счет признания рисков, связанных с ресурсами. Классическим примером безвозвратных инвестиций является промысел трески в Северной Атлантике, где наибольшее количество судов для донного траления (например, судов, ответственных за уничтожение нерестилищ трески) было произведено в год, когда исчезли рыбные запасы. [16] [17] Глобальная ассоциация переходного инжиниринга - это благотворительная организация с номером 1166048, зарегистрированная в Комиссии по благотворительности Великобритании 14 марта 2016 года. Это «благотворительная объединенная организация» или CIO.
Смотрите также
- Процесс инженерного проектирования
- Техника безопасности
- Экологичный транспорт
- Системная инженерия
Рекомендации
- ↑ Монтень, Фен (14 мая 2013 г.). «Запись веха 400ppm CO2„чувствует , как мы переходим в другую эпоху “ » . Лондон: Guardian Environment Network . Проверено 19 мая 2013 года .
- ^ Крамдик, Сьюзен (17 ноября 2011 г.). «Переходная инженерия городского транспорта для устойчивости к пиковым нефтяным рискам». Международный машиностроительный конгресс ASME 2011 . ЛВП : 10092/6133 .
- ^ Крамдик, С. «Переходная инженерия» . Университет Отаго . Институт инженерии и технологий . Проверено 2 января 2021 года .
- ^ Kreith, F .; Крамдик, С. (2014). Принципы устойчивых энергетических систем (Второе изд.). Бока-Ратон: Тейлор и Фрэнсис. п. 689. ISBN. 978-1-4665-5697-3.
- ^ Крамдик, С. (2016). Энергетические решения для борьбы с глобальным потеплением . Чам: Спрингер. п. 647. ISBN. 978-3-319-26950-4.
- ^ Крамдик, Сьюзен (2019). Переходная инженерия: построение устойчивого будущего . Бока-Ратон, Флорида: Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9780367341268.
- ^ Национальное общество профессиональных инженеров. «Кодекс этики инженеров NSPE» .
- ^ Американское общество инженеров безопасности. "О ASSE - История" .
- ^ Крамдик, Сьюзен (2010). «Спектр выживания, ключ к переходной инженерии сложных систем». Кентерберийский университет, машиностроение . ЛВП : 10092/4741 .
- ^ Крамдик, Сьюзен; Пейдж, С .; Дантас, А. (2010). «Городская форма и долгосрочное снижение предложения топлива: метод исследования пикового нефтяного риска для основных видов деятельности». Транспортные исследования, часть A: политика и практика . 5 (44): 306–322. DOI : 10.1016 / j.tra.2010.02.002 . ЛВП : 10092/4133 .
- ^ Международная организация по стандартизации. «ISO 500001 Энергетический менеджмент» .
- ^ Сменный проект. «Наука для энергетических сценариев» .
- ^ Международное энергетическое агентство. «Сценарии и прогнозы МЭА» .
- ^ Управление энергетической информации США. «Международный энергетический прогноз» .
- ^ «Ретроспективный прогноз» . Естественный шаг .
- ^ «NOAA - FishWatch: Атлантическая треска» . fishwatch.gov . Проверено 19 апреля 2014 года .
- ^ «ИСТЕ» . Международное общество переходной инженерии.
Внешние ссылки
- Переходный город
- Всемирная ассоциация переходной инженерии
- Естественный шаг
- Сьюзан Крамдик