חוקרי התרסקות מטוס אירבוס A330-200 בטיסה 447 בשנת 2009, כתבו, בין יתר מסקנותיהם, שלמעורבים בהחלטות בתֶכֶן לא היה חסר ידע כדי למנוע את התרסקות המטוס, אלא הבנה. מדוע ידע אינו ערובה לאי-כשל? מהו ההבדל בין ידע להבנה? היכן בהכשרת מהנדסים נלמד ידע והיכן מושגת הבנה?
מקובל לחשוב, הן בקרב הציבור הרחב והן בין המהנדסים הצעירים, שהנדסה על ענפיה השונים מבוססת על ידע מדעי ומתמטי – 'ידע טכנולוגי' המגולם במקצועות "ליבה" (STEM). תפיסה זו אכן נכונה אך אינה שלמה. למילוי תפקידם זקוקים המהנדסים לדבר נוסף שידריך אותם כיצד להשתמש נכון בידע זה.

אוּמנות ואוֹמנות
המילים 'אוֹמנות' ו-'אוּמנות' קרובות בהגייתן אך שונות במשמעותן. 'אוֹמנות' מתייחסת ליצירה 'אוֹמנותית' או לתהליך יצירתה. זהו שימוש מודרני בשורש "אומן". בין המומחים לאומנות אין הסכמה מה נכלל בקבוצה זו ומה לא. אומנם המהנדסים הם יוצרים וצריכים להיות יצירתיים, האוּמנות הנדרשת מהם היא מקיפה יותר. 'אוּמנות' הוא מונח עתיק המתייחס למקצוענות בעשיית מלאכה הדורשת מיומנות הנרכשת בניסיון: "רופא אומן שריפא ברשות בית דין והזיק פטור מדיני אדם ודינו מסור לשמים" (תוספתא, בבא קמא ו, ו). "נָתַן לְאֻמָּנִין לְתַקֵּן, וְקִלְקְלוּ, חַיָּבִין לְשַׁלֵּם" (משנה, בבא קמא ט, ג). גם באנגלית המילה art יש משמעות של מקצוענות (בנוסף, ואולי לפני, המשמעות של יצירה אומנותית).

מכלול הידע ההנדסי
בדומה למקצועות רבים, כגון רפואה והוראה, הנדסה היא מקצוע מעשי ואינו מסתמך רק על ידע תאורטי. הצטיינות בלימודים אינה מספיקה להצטיינות ביישום של הנלמד. המרכיבים הנוספים הנדרשים נמצאים באוּמנות ההנדסה. לכן, במבט ממעוף הציפור הנדסה כוללת שני תחומי ידע: מדעי ההנדסה (engineering science) ואוּמנות ההנדסה (engineering art). במדעי ההנדסה כלולים המדע והתאמתו הייחודית לכל תחום הנדסי (specialized engineering). אוּמנות ההנדסה כוללת את הידע המוכלל (generalized) של ההנדסה המשותף לכל תחומי ההנדסה.
אוּמנות ההנדסה דומה לרוח האדם, לרצונותיו ולערכיו, ואילו מדעי ההנדסה דומים לגופו. כשם שרוח האדם נושאת את גופו ומכוונת את פעולותיו, כך אומנות ההנדסה מכוונת את השימוש במדעי ההנדסה. רוח זו נושבת בכל מקצועות ההנדסה ובכל תפקידי המהנדסים, בין אם המהנדסים רכשו אותה במתכוון ובין אם לא, בין אם הם מודעים לפעולתה ובין אם לא.

מרכיבי ידע אוּמנותי בהנדסה
מרכיבי אומנות ההנדסה הם אלו שאינם כלולים בידע הדיסציפלינרי של ההתמחויות השונות בהנדסה ואינם מנוסחים באמצעות ביטויים מתמטיים מפורשים. מרכיבים אלו הם 'הנדסה מוכללת' במובן שהם משותפים לכלל המהנדסים בכל תפקידיהם, והם 'אוּמנות' במובן שלרכישתם וליישומם הנכון נדרשת מיומנות הנלמדת מניסיון. הם היוצרים תשתית למהנדסים להיות רב-אומן בהנדסה, מקצוענים בתחומם. זו המקצוענות המאפשרת להפוך את הידע הדיסציפלינרי שברשותם למובן ולמיושם כראוי ליצירת מערכות אמינות ובטוחות ותכן תהליכים מכוננים ללא נזקים. הצורך במרכיבים אלו בעשייה ההנדסית ואופן מענה לו עוצבו במהלך היסטוריה ארוכה של עשייה הנדסית, אך נדחקו לקרן זווית בשל מגוון תהליכים חברתיים.
בין מרכיבי אומנות ההנדסה נמצאים גם ידע וגם מיומנויות וכישורים. בין מרכיבי הידע אפשר למצוא:
·        מטה-הנדסה (design of design) – אופן ניהול מאמץ הנדסי החל ברמה אישית וכלה ברמה פרויקטלית
·        אבני בניין של הנדסה המרכיבים את המשימות אותן צריכים לבצע כל המהנדסים
·        תהליכים בוני אמינות בתכן ליצירת תכן אמין.
בין המיומנויות והכישורים אפשר למצוא:
·        התאמת רמת קפדנות בביצוע כל אחת מהמשימות של מהנדסים למקרה הנדון (שלא לשגות בתת-תכן או בתכן-יתר)
·        תקשורת בין אישית (הבנת דרישות, ניסוחן, ניסוח הנחיות למבצעי התכנון)
·        התנהלות מתוך מודעות למגבלות הידע האישי והארגוני
·        איזון בין השימוש בידע מדעי-הנדסי לבין ידע אינטואיטיבי
·        יכולת הפקת לקחים מהצלחות וכשלים
למרות שהצורך במרכיבי הידע האומנותי של ההנדסה הוא מובן מאליו, בכל זאת בהעדר שיח מפורש באוּמנות ההנדסה, היבט זה של כישורים בהנדסה זוכה ליחס שולי בלבד, היוצר בשל כך תחושת חוסר איזון הן בין המהנדסים הצעירים והן בעיני מעסיקיהם (בנטור ושות', 2018, 2019). פרוט של מרכיבי אוּמנות ההנדסה מובא בספר "אומנות ההנדסה" המתואר בקצרה בהמשך.

חשיבות אוּמנות ההנדסה
חשיבותה של אוּמנות ההנדסה גוברת בשנים האחרונות דווקא לנוכח החידושים המדעיים והטכנולוגיים התכופים. הדרישה לתכן מערכתי מרובה דיסציפלינות, הכולל מומחים מעולמות תוכן שונים (של מהנדסים ושל לא-מהנדסים), מחייבת יצירת שפה משותפת. הדרישה לידע מוכלל נובעת גם מהתרחבות תחומים שבהם עושה החברה שימוש בטכנולוגיה, מהעמקה של הסתמכות עליה, משינוי מואץ בטכנולוגיה עצמה, ומהרחבה והעמקה של ידע מדעי ושל תחומי התמחות בהנדסה, המובילים למצבים שבהם לכשלים פשוטים ואף שוליים יש פוטנציאל לנזקים גדולים. לעקרונות שבבסיס אומנות ההנדסה יש רגישות נמוכה לשינויים טכנולוגיים ובכך מהווה עוגן להנדסה. נזקים הנגרמים לסביבה ולחברה מהשימוש בטכנולוגיה – הן המוצלח והן הכושל – מחדדים את הצורך בהפיכת אוּמנות ההנדסה לנחלת כלל המהנדסים.

ספרות ההכשרה להנדסה
חלק ממרכיבי אוּמנות ההנדסה מתוארים בספרי לימוד קיימים. כך למשל, המרכיב של מטה-הנדסה מתואר בספרים על ניהול פרויקטים או בספרים על הנדסת מערכת. למרכיבים אחרים יש אזכורים קצרים כמו למשל הצורך ביצירתיות (Ullman, 1992/2009) והחשיבות של אינטואיציה (Walton, 1991). ייתכן שבשל הטבע הלא פורמלי של אופן רכישת מרכיבים של אומנות ההנדסה, קשה למצוא ספרים המתארים באופו שלם ומוכלל עולם תוכן זה. באופן מסורתי ידע זה נלמד מניסיון On Job Training. על מנת למלא את החלל, ולו באופן חלקי, נכתב הספר "אומנות ההנדסה".
 הספר "אוּמנות ההנדסה"
הספר "אוּמנות ההנדסה" נכתב כמענה לחלק מהיבטים שהוצפו על ידי מעסיקים של המהנדסים והאחראיים להכשרתם (באקדמיה ובתעשייה) במפגשים של "הפורום לחינוך מהנדסים לקראת המאה ה-21" בראשותו של פרופ' ארנון בנטור מהטכניון (בנטור ושות', 2018, 2019). מכיוון שרכישת המיומנויות חבויה בהתנסות, קריאת הספר לא תהפוך את הקוראים למיומנים. הספר נועד להגדיר את נקודות המכוון אליהן צריכים להגיע מי שרוצים להיות רב-אומן (או אומנית) בהנדסה. הספר מיועד לעוסקים בהכשרת מהנדסים להגדרת נקודות המכוון ולמהנדסים עצמם אשר קריאתו תאפשר להם ביתר קלות לרכוש את המיומנויות וליישמן באופן מתאים.
הספר מתאר את מרכיבי אוּמנות ההנדסה, את אופן רכישתם, ואת תפקידם בעשייה ההנדסית המשותפת לכל התמחויות ההנדסה (כדוגמת חשמל, מחשבים, ומכונות), ולכל תפקידי המהנדסים בתעשייה (כדוגמת תכן, מחקר ופיתוח, ותמיכה בייצור ובתחזוקה) בתוך ההקשר החברתי של הנדסה בעידן המודרני-הטכנולוגי, שבו המהפכות התעשייתיות הופכות לתכופות יותר ויותר. מובאת התייחסות להשפעות ההדדיות בין חברה להנדסה, המתעצמות לנוכח התקדמות טכנולוגית מואצת.

מבנה הספר "אוּמנות ההנדסה"
הפרקים של הספר הם:
1.      פרק המבוא מציג את ההנדסה ברמה רעיונית המאפשרת לאחד את כל מקצועות ההנדסה ובכך לשקף את חשיבות אוּמנות ההנדסה לכלל המהנדסים. הצגה זו מאחדת את התוצרים השונים לכאורה של המהנדסים – מערכות (רכיבים פיזיים ולוגיים כמו תוכנה) ותהליכים (תהליכי ייצור, הפעלה, תחזוקה, או ניסוי) – ומאפשרת בכך לשהות את המשותף לכלל המהנדסים ולשיטות בהם עליהם לנקוט.
2.      בפרק 2 מתוארים עקרונות חברה (society) במונחים הקרובים לשפת מהנדסים הנצרכים להבנת אופן הפעלת המשאב ההנדסי על ידי החברה (החל ביזמים וכלה בעשייתם של מהנדסים מהשורה) והשפעת ההנדסה על חברה.
3.      תהליך מדרגי של הפעלת המשאב ההנדסי מתואר בפרק 3. תהליך זה מתאים לכל הירארכיה הנדסית, החל בתכן מפורט ועד למגה-פרויקט.
4.      בפרק 4 מוצג עולם הכשלים שהתייחסות אליו מבחינה בין הנדסה למדע. הכרת היבטים השונים של כשלים היא הכרחית להבנת חשיבותם של מרכיבים רבים של אומנות ההנדסה.
5.      אבני בניין של הנדסה מתוארים בקצרה בפרק 5. אלו הם תהליכים ומשימות אותם מבצעים מהנדסים בכל תפקידיהם. רבים מהמרכיבים מבוצעים על ידי המהנדסים "בלית ברירה" והצגתם כאן מדגישה את היותם חלק בלתי נפרד מביצוע תהליך הנדסי יעיל המוביל לתוצרים בעלי אמינות ברמה הנדרשת.
6.      בפרק 6 מתואר תהליך תכן רציונלי בו בונים המהנדסים את הנחיותיהם. מובא דיון נרחב בשתי גישות תכן לאמינות: התכן המסורתי באמצעות מקדמי ביטחון והתכן ההסתברותי המוצע (בטעות, לדעת הכותב) כחליפי וכעדיף על התכן המסורתי.
7.      בפרק 7, שהוא אחד המרכזיים בספר, מוצג תכן אינטואיטיבי. מוצגת חשיבות הידע האינטואיטיבי, אופן רכישתו, והדרך הראויה לשימוש בו בהנדסה.
8.      תהליך מדרגי של בניית אמינות בתכן עוד לפני סיומו מתואר בפרק 8. הפרק סוגר מעגל עם פרק 4 הדן בכשלים וממחיש שידע מדעי הינו רק מרכיב אחד בבניית האמינות.
9.      עקרונות הנדסת מערכת מתוארים בפרק 9. הפרק ממחיש שהעקרונות אלו כלולים באוּמנות ההנדסה המשמשת את כלל המהנדסים, גם אלו שאינם מוצבים בתפקידי הנדסת מערכת פורמלי.
10.   בפרק 10 מוצגים ההיבטים המשותפים לניסויים ולסימולציות נומריות בהקשר לאופן השימוש בהם בתכן ולאופן תכנון ראוי של ביצועם. מוצגת הייחודיות של כשלים בהם כיוצרי ידע והחשיבות של אמינות הידע בו נעשה שימוש בהנדסה.
11.   מבחר של נושאים הנדסיים המשותפים למהנדסים רבים, כמו הגדרת סיבולות, תהליכי התיישנות, ניטור בריאות, והנדסת גורמי אנוש מתוארים ברמת הכרות בפרק 11.
12.   בפרק 12 מוצגים מדריכים הנדסיים נבחרים (כתיבת דרישות, ניהול סקרים הנדסיים, כתיבת תוכנית ניסוי, ביצוע תחקיר כשלמבנה דוחות) תוך הדגשת הקשר בין הרמה הביצועית שלהם לבין הרעיונות שהוצגו לאורך הספר, ובמיוחד, חשיבות אומנות ההנדסה בביצועם.
13.   הפרק האחרון של הספר מסכם את הידע, הכישורים, המיומנויות, הגישות, האמונות, הערכים, הלך רוח והחשיבה המערכתית ההופכים את המהנדסים להיות רב-אומן (או אומנית) בהנדסה. פרק זה מתאר את הסולמות בהם נדרשים לעלות המהנדסים, לצד ההבנה שאין מי שעולה בכולם, דבר המדגיש את הטבע הצוותי של העשייה ההנדסית.
הפרקים של הספר מסודרים באופן מדורג המשקף את הקשר בין הרמה הפילוסופית-החברתית של הנדסה לבין המשימות הפרטניות של המהנדסים והכישורים הנדרשים לביצוען. כך למשל, מדריך לעריכת תחקיר כשל, המובא בפרק 12, מבוסס על מאפייני כשלים, המתוארים בפרק 4, שהם מצידם מבוססים על הפילוסופיה של ההנדסה המתוארת בפרקים 1 ו-2. באופן דומה, מדריך לכתיבת דרישות לתכן (פרק 12) מבוסס על אבני בניין של תכן המובאות בפרק 5, המיוסדות על תהליך ייזום וקידום התכן המתואר בפרק 3, שעקרונותיו נשענים על היבטים חברתיים המתוארים בפרק 2. מדריך לעריכת ניסויים (פרק 12) מבוסס על הבנת שורשי הכשלים המתוארים בפרק 4 ועל דרכי השימוש בידע מדעי ובידע אינטואיטיבי המתוארים בפרקים 6 ו-7, והם עצמם משמשים במשימות המתוארות בפרק 5. תפישת קשרים אלו בין הבסיס הרעיוני-המופשט של ההנדסה לבין הפרקטיקה ההנדסית, הכרחית ליצירת התאמה למקרים המגוונים בהנדסה ולמימוש תכן מאוזן שאינו שוגה בתת-תכן או בתכן-יתר.

קהל היעד
בשל טבעם הרעיוני-לוגי של יסודות אוּמנות ההנדסה המוכללת, שהבנתם אינה מצריכה ידע דיסציפלינרי או מתמטי קודם, הספר פונה לקוראים בעלי רקע מגוון, ביניהם בוגרי הנדסה, סטודנטים להנדסה החל משנת לימודם הראשונה, ואף בוגרי תיכון השוקלים בחירה בהנדסה כמקצוע. גם מהנדסים ותיקים יכולים להפיק תועלת מהספר (למשל, באמצעות יצירת שפה משותפת בין מקצועות הנדסה שונים), מרצים למקצועות מדעי ההנדסה החפצים שתלמידיהם יבינו את הנלמד ולא רק ידעו אותו, ואף אלו שהם בעלי רקע שאינו הנדסי הנמצאים בקשרי
עבודה עם מהנדסים.

מקורות
בנטור א., זוננשיין א., דיין ת., 2018, חינוך מהנדסים במאה ה-21: היבטים גלובליים ונגזרות למדינת ישראל. מוסד שמואל נאמן למחקר מדיניות לאומית.
בנטור א., זוננשיין א., נוה, ר, דיין ת., 2019, הפורום חינוך מהנדסים במאה ה-21: תובנות, דרכי פעולה ושינויי פרדיגמות, מוסד שמואל נאמן למחקר מדיניות לאומית.
Ullman D. G., 1992/2009, The Mechanical Design Process. McGraw-Hill, Inc.
Walton J, 1991, Engineering Design: From Art to Practice. West Pub.