Инженерия

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску

Инженерия-это использование научных принципов при проектировании и строительстве машин, сооружений и других объектов, включая мосты, дороги, транспортные средства и здания.[1] инженерная дисциплина охватывает широкий спектр более специализированных областей техники , каждая из которых имеет более конкретный акцент на конкретных областях прикладной математики , прикладной науки и видов применения. См. глоссарий техники .

Термин инженерия происходит от латинского ingenium, что означает " ум " и ingeniare , что означает "изобретать, изобретать"

Определение[править]

Американский Совет инженеров по профессиональному развитию (ECPD, предшественник ABET ) определил "проектирование" как:

  • Творческое применение научных принципов для проектирования или разработки конструкций, машин, аппаратов или производственных процессов, или работ, использующих их по отдельности или в комбинации; или построить или управлять ими с полным осознанием их конструкции; или прогнозировать их поведение в конкретных условиях эксплуатации; все в отношении предполагаемой функции, экономики эксплуатации и безопасности для жизни и имущества.

История[править]

Главная статья: История разработки

Техника существовала с древних времен, когда люди изобретали такие изобретения, как клин, рычаг, колесо и шкив.

Термин "инженерия" происходит от слова "инженер", которое восходит к 1390 году, когда инженер (буквально тот, кто строит или управляет осадным двигателем ) ссылался на "конструктор военных двигателей"."[6] в этом контексте, теперь устаревшем," двигатель " относился к военной машине, т. е. механическому приспособлению , используемому в войне (например, катапульта ). Заметными примерами устаревшего использования, сохранившегося до наших дней , являются военно-инженерный корпус, например, Инженерный корпус армии США .

Само слово "двигатель" имеет еще более древнее происхождение, в конечном счете вытекающее из латинского ingenium (c. 1250), что означает "врожденное качество, особенно умственная сила, следовательно, умное изобретение"."

Позже, по мере того как проектирование гражданских сооружений, таких как мосты и здания, созревало как техническая дисциплина, термин гражданское строительство вошел в лексикон как способ различать тех, кто специализируется на строительстве таких невоенных проектов, и тех, кто занимается дисциплиной военного строительства .

Древняя эра[править]

Пирамиды в Египте, Акрополь и Парфенон в Греции , римские акведуки через Аппию и Колизей, Теотиуакан , храм Брихадесварар в Тханджавуре и многие другие являются свидетельством изобретательности и мастерства древних гражданских и военных инженеров. Другие памятники, уже не стоящие, такие как висячие сады Вавилона и Александрийский Фарос , были важными инженерными достижениями своего времени и считались одним из Семи Чудес Древнего мира .

Самый ранний инженер-строитель по имени Имхотеп . как один из чиновников фараона , Джосера , он, вероятно, проектировал и контролировал строительство пирамиды Джосера (Ступенчатая пирамида ) в Саккаре в Египте около 2630-2611 годов до нашей эры. Древняя Греция разработала машины как в гражданской, так и в военной областях. Механизм Antikythera, первый известный механический компьютер, [9] [10] и механические изобретения Архимеда-примеры раннего машиностроения. Некоторые из изобретений Архимеда, а также механизм Антикитеры требовали сложного знания дифференциальная передача или эпициклическая передача, два ключевых принципа в теории машин, которые помогли разработать зубчатые передачи промышленной революции, и до сих пор широко используются сегодня в различных областях, таких как робототехника и автомобилестроение .

Древние китайские, греческие, римские и венгерские армии использовали военные машины и изобретения , такие как артиллерия, которая была разработана греками вокруг 4-го века до нашей эры, триремы, баллисты и катапульты . В Средние века был разработан требюше.

Эпоха Возрождения[править]

До развития современной техники математика использовалась ремесленниками и ремесленниками, такими как мельницы , часовщики , приборостроители и геодезисты. Помимо этих профессий, считалось, что университеты не имеют большого практического значения для технологии.

Стандартная ссылка на состояние механических искусств в эпоху Возрождения приведена в горнотехническом трактате De re metallica (1556), который также содержит разделы по геологии, горному делу и химии. De re metallica была стандартной ссылкой химии на следующие 180 лет.

Современная эра[править]

Наука классической механики, иногда называемая ньютоновской механикой, составляла научную основу большей части современной техники.[13] с ростом инженерного дела как профессии в 18 веке, термин стал более узко применяться к областям, в которых математика и наука были применены для этих целей. Точно так же, в дополнение к военному и гражданскому строительству, области, тогда известные как механические искусства, стали включенными в разработку.

Строительство канала было важной инженерной работой на ранних этапах промышленной революции.[14]

Джон Смитон был первым самопровозглашенным инженером-строителем и часто рассматривается как "отец" гражданского строительства. Он был английским инженером-строителем, ответственным за проектирование мостов, каналов, гаваней и маяков. Он был также способным инженером-механиком и выдающимся физиком . Используя модель водяного колеса, Смитон проводил эксперименты в течение семи лет, определяя пути повышения эффективности.[15] : 127 Smeaton ввели железные оси и механизмы к водяным колесам.[13] : 69 Smeaton также сделал механические усовершенствования парового двигателя Newcomen . Смитон разработал третий Маяк Eddystone (1755-59), где он впервые использовал "гидравлическую известь" (форма раствора, который будет установлен под водой) и разработал технику с участием ласточкиных блоков гранита в здании маяка. Он важен в истории, повторном открытии и развитии современного цемента , потому что он определил композиционные требования, необходимые, чтобы получить "гидравличность" в извести; работа, которая привела в конечном счете к изобретению портландцемента .

Прикладные науки приводят к разработке парового двигателя. Последовательность событий началась с изобретения барометра и измерения атмосферного давления Евангелистой Торричелли в 1643 году, демонстрации силы атмосферного давления Отто фон Герике с использованием Магдебургских полушарий в 1656 году , лабораторных экспериментов Дениса Папина, который построил экспериментальную модель паровых двигателей и продемонстрировал использование поршня, который он опубликовал в 1707 году. Эдвард Сомерсет, 2-й маркиз Вустера опубликовал книгу из 100 изобретений, содержащую способ подъема воды, подобный кофейный перколятор . Сэмюэль Морланд, математик и изобретатель, работавший над насосами, оставил в офисе Воксхолла заметки о конструкции парового насоса, которые прочитал Томас Савери. В 1698 году Савери построил паровой насос под названием "Друг Шахтера".- Он использовал и вакуум, и давление ” Железный торговец Томас Ньюкомен, который построил первый коммерческий поршневой паровой двигатель в 1712, не был известен, чтобы иметь научную подготовку.

Применение паровых чугунных выдувных цилиндров для подачи сжатого воздуха в доменные печи приводит к значительному увеличению производства чугуна в конце 18 века. Более высокие температуры печи сделали возможным с паром приведенный в действие дутье позволили для пользы больше известки в доменных печах, которая включила переход от угля к Коксу .Эти нововведения снизили стоимость железа, сделав конные железные дороги и железные мосты практичными. Процесс пудлинга, запатентованный Генри кортом в 1784 году, произвел большое количество кованого железа. Горячий взрыв, запатентованный мимо Джеймс Бомонт Нейлсон в 1828 году значительно снизил количество топлива, необходимого для выплавки железа. С развитием парового двигателя высокого давления соотношение мощности и массы паровых двигателей сделало возможными практические пароходы и локомотивы.Новые процессы производства стали, такие как бессемеровский процесс и мартеновская печь, открыли область тяжелого машиностроения в конце 19-го века.

Одним из самых известных инженеров середины 19 века был Isambard Kingdom Brunel , который строил железные дороги, верфи и пароходы.

Промышленная революция создала спрос на машины с металлическими деталями, что привело к разработке нескольких станков . Расточка чугунных цилиндров с точностью была невозможна, пока Джон Уилкинсон не изобрел свой расточный станок, который считается первым станком .[19] другие станки включали резьбонарезной станок, фрезерный станок, револьверный станок и металлический строгальный станок. Техника прецизионной обработки была разработана в первой половине 19 века. Они включали использование концертов, чтобы направлять обрабатывающий инструмент по работе и приспособлениям, чтобы держать работу в надлежащем положении. Станки и методы обработки, способные производить взаимозаменяемые детали, приводят к крупномасштабному заводскому производству к концу 19-го века.

Перепись 1850 года в Соединенных Штатах впервые перечислила профессию "инженера" со счетом 2000. было меньше чем 50 технических выпускников в США до 1865. В 1870 было дюжина американских выпускников машиностроения, с тем числом, увеличивающимся до 43 в год в 1875. В 1890 было 6 000 инженеров в гражданском, горном , механическом и электрическом.

До 1875 года в Кембридже не было кафедры прикладного механизма и прикладной механики, а до 1907 года-кафедры инженерии в Оксфорде. Германия создала технические университеты раньше.

Основы электротехники в 1800-х годах включали эксперименты Алессандро Вольты , Майкла Фарадея , Георга Ома и других, изобретение электрического телеграфа в 1816 году и электродвигателя в 1872 году. Теоретическая работа Джеймса Максвелла (см.: уравнения Максвелла ) и Генриха Герца в конце 19 века дала начало области электроники . Более поздние изобретения вакуумной трубки и транзистора дальнейшее развитие электроники ускорилось до такой степени, что инженеры-электрики и электронщики в настоящее время превосходят численностью своих коллег любой другой инженерной специальности. химическое машиностроение развилось в конце девятнадцатого века.Промышленное производство потребовало новых материалов и новых процессов, и к 1880 потребность в крупномасштабном производстве химикатов была такой, что была создана новая промышленность, посвященная развитию и крупномасштабному производству химикатов на новых промышленных заводах. Роль инженера-химика заключалась в проектировании этих химических установок и процессов.

Авиационная техника имеет дело с проектированием процесса проектирования самолета, в то время как аэрокосмическая техника-более современный термин, который расширяет охват дисциплины, включая космическое проектирование. Его происхождение можно проследить до пионеров авиации в начале 20-го века, хотя работа сэра Джорджа Кейли недавно была датирована как последняя декада 18-го века. Раннее знание авиационной техники было в основном эмпирическим с некоторыми понятиями и навыками, импортированными из других отраслей техники.

Первый кандидат технических наук (технически, прикладных наук и инженерии), присужденный в Соединенных Штатах, отправился в Josiah Willard Gibbs в Йельском университете в 1863 году; это был также второй кандидат наук, присужденный в области науки в США

Только спустя десятилетие после успешных полетов братьев Райт произошло широкое развитие авиационной техники за счет разработки военных самолетов, которые использовались в Первой мировой войне . Между тем, исследования, чтобы обеспечить фундаментальную фоновую науку, продолжались путем объединения теоретической физики с экспериментами.

Основные отрасли инженерии[править]

Тематическое руководство по этой теме см. В разделе Схема проектирования .

Инженерия-это широкая дисциплина, которая часто разбивается на несколько дисциплин. Хотя инженер обычно обучается определенной дисциплине, он или она может стать мультидисциплинированным через опыт. Инжиниринг часто характеризуется как имеющий четыре основные отрасли: химическое машиностроение, гражданское строительство, электротехника и машиностроение.

Химическое машиностроение[править]

Главная статья: химическое машиностроение

Химическое машиностроение-применение физики, химии, биологии и технических принципов, чтобы выполнить химические процессы в коммерческом масштабе , такие как производство товарных химикатов , специальных химикатов , нефтепереработки , микрообработки , брожения и производства биомолекулы .

Гражданское строительство[править]

Главная статья: гражданское строительство

Гражданское строительство-это проектирование и строительство общественных и частных объектов, таких как инфраструктура (аэропорты, автомобильные, железные дороги, водоснабжение, очистка воды и т.д.).) мосты, туннели, плотины и здания. гражданское строительство традиционно разбито на много дисциплин, включая структурное проектирование , экологическое проектирование и исследование . Он традиционно считается отдельным от военной техники .

Электротехника[править]

Главная статья: электротехника

Электротехника-это проектирование, исследование и производство различных электрических и электронных систем, таких как широковещательная техника , электрические схемы , генераторы , двигатели , электромагнитные / электромеханические устройства, электронные устройства , электронные схемы , оптические волокна , оптоэлектронные устройства , компьютерные системы, телекоммуникации , контрольно-измерительные приборы и электроника .

Машиностроение[править]

Главная статья: машиностроение

Машиностроение-это проектирование и производство физических или механических систем, таких как энергетические и энергетические системы, аэрокосмические / авиационные продукты , системы вооружения, транспортные продукты , двигатели , компрессоры , силовые агрегаты , кинематические цепи, вакуумные технологии, оборудование для виброизоляции , производство и мехатроника .

Междисциплинарная разработка[править]

Главная статья: список инженерных отраслей

Междисциплинарная инженерия опирается на более чем одну из основных отраслей практики. Исторически военно-морская техника и горная техника были основными отраслями. Другие области разработки - технология производства , акустическая разработка , разработка коррозии , инструментовка и контроль , аэрокосмическая , автомобильная , компьютерная , электронная , информационная разработка , нефть , окружающая среда , системы , аудио , программное обеспечение , архитектурные , сельскохозяйственные , биосистемы, биомедицинские , геологические , текстильные , промышленные, материалы, и ядерная разработка . Эти и другие отрасли машиностроения представлены в 36 лицензированных учреждениях-членах инженерного совета Великобритании .

Новые специальности иногда объединяются с традиционными областями и образуют новые отрасли – например, разработка и управление земными системами включает в себя широкий спектр предметных областей , включая инженерные исследования , науку об окружающей среде, инженерную этику и философию инженерии .

Практика[править]

Тот , кто практикует Инжиниринг , называется инженером , и те , кто имеет лицензию на это , могут иметь более формальные обозначения , такие как профессиональный инженер, дипломированный инженер, Объединенный инженер, Ingenieur, Европейский инженер или назначенный Инженерный представитель .

Методология[править]

В процессе проектирования инженеры применяют математику и такие науки, как физика, чтобы найти новые решения проблем или улучшить существующие решения. Больше чем когда-либо, инженеры теперь необходимы, что имеют профессиональное знание уместных наук для их конструкторских проектов. В результате многие инженеры продолжают изучать новый материал на протяжении всей своей карьеры.

Если существует несколько решений, инженеры оценивают каждый из них по достоинству и выбирают решение, которое наилучшим образом соответствует требованиям. Важнейшей и уникальной задачей инженера является выявление, понимание и интерпретация ограничений, налагаемых на проект, чтобы получить успешный результат. Как правило, для создания технически успешного продукта недостаточно, скорее, он также должен отвечать дальнейшим требованиям.

Ограничения могут включать в себя имеющиеся ресурсы, физические, творческие или технические ограничения, гибкость для будущих модификаций и дополнений и другие факторы, такие как требования к стоимости, безопасности, товарности , производительности и работоспособности . Понимая ограничения, инженеры получают спецификации для пределов, в пределах которых жизнеспособный объект или система могут быть произведены и эксплуатироваться.

Решение проблем[править]

Чертеж дожимного двигателя для паровозов . Инженерство прикладной к конструкции, с вниманием на функции и использовании математики и науки.

Инженеры используют свои знания в области науки , математики , логики , экономики и соответствующий опыт или неявные знания, чтобы найти подходящие решения проблемы. Создание соответствующей математической модели задачи часто позволяет анализировать ее (иногда окончательно) и тестировать возможные решения.

Как правило, существует несколько разумных решений, поэтому инженеры должны оценить различные варианты дизайна по их достоинствам и выбрать решение, которое наилучшим образом соответствует их требованиям. Генрих Альтшуллер, собрав статистические данные по большому количеству патентов , предположил, что компромиссы лежат в основе "низкоуровневых" инженерных проектов, в то время как на более высоком уровне лучший дизайн-это тот, который устраняет основное противоречие, вызывающее проблему.

Инженеры, как правило, пытаются предсказать, насколько хорошо их проекты будут выполнять свои спецификации до полномасштабного производства. Они используют , среди прочего: прототипы , масштабные модели , моделирование , разрушающие тесты , неразрушающие тесты и стресс-тесты . Тестирование гарантирует, что продукты будут работать должным образом.

Инженеры берут на себя ответственность за создание проектов, которые будут работать так, как ожидалось, и не причинят непреднамеренного вреда общественности в целом. Инженеры типично включают фактор безопасности в их конструкции для уменьшения риска непредвиденного отказа. \

Исследование неудавшихся продуктов известно как судебная техника и может помочь проектировщику продукта в оценке его или ее дизайна в свете реальных условий. Дисциплина имеет наибольшую ценность после бедствий , таких как обрушение моста, когда необходим тщательный анализ, чтобы установить причину или причины неудачи.

Использование компьютера[править]

Графическое представление минутной доли WWW, демонстрирующее гиперссылки

Как и во всех современных научно-технических начинаниях, компьютеры и программное обеспечение играют все более важную роль. Наряду с типичным бизнес-прикладным программным обеспечением существует ряд компьютерных приложений ( computer-aided technologies), специально предназначенных для проектирования. Компьютеры могут быть использованы для создания моделей фундаментальных физических процессов, которые могут быть решены с помощью численных методов .

Одним из наиболее широко используемых инструментов проектирования в профессии является программное обеспечение автоматизированного проектирования (САПР). Это позволяет инженерам создавать 3D модели, 2D чертежи и схемы их конструкций. САПР вместе с цифровым макетом (DMU) и программным обеспечением CAE, таким как анализ метода конечных элементов или аналитический метод элементов, позволяет инженерам создавать модели конструкций, которые могут быть проанализированы без необходимости создавать дорогостоящие и трудоемкие физические прототипы.

Они позволяют проверять изделия и компоненты на наличие дефектов; оценивать посадку и сборку; изучать эргономику; анализировать статические и динамические характеристики систем, такие как напряжения, температуры, электромагнитное излучение, электрические токи и напряжения, уровни цифровой логики, потоки жидкости и кинематика. Доступ и распространение всей этой информации, как правило, организуются с использованием программного обеспечения для управления данными продукта.

Есть также много инструментов для поддержки конкретных инженерных задач, таких как автоматизированные системы управления производством (АСУП) программного обеспечения для создания ЧПУ обрабатывающие инструкции; производственный процесс управления программное обеспечение для производства; еда для платы с печатным монтажом (PCB) и схемы схемы для инженеров-электронщиков; МРО приложений для управления техническим обслуживанием; и архитектура, машиностроение и строительство (AEC) программного обеспечения для гражданского строительства.

В последние годы использование компьютерного программного обеспечения для разработки товаров стало известно как управление жизненным циклом продукта (PLM).

Социальный контекст[править]

Инженерная профессия занимается широким спектром деятельности, от большого сотрудничества на социальном уровне, а также небольших индивидуальных проектов. Почти все инженерные проекты обязаны какому-то финансовому агентству: компании, ряду инвесторов или правительству. Несколько типов проектирования, которые минимально ограничены такими проблемами, - это pro bono engineering и Open-design engineering.

По самой своей природе инженерия имеет взаимосвязи с обществом, культурой и поведением человека. Каждый продукт или конструкция используемые самомоднейшим обществом повлияны на инженерством. Результаты инженерной деятельности влияют на изменения в окружающей среде, обществе и экономике, а ее применение несет ответственность и общественную безопасность.

Инженерные проекты могут быть предметом споров. Примеры из различных инженерных дисциплин включают разработку ядерного оружия , плотину Три ущелья, проектирование и использование спортивных коммунальных транспортных средств и добычу нефти . В ответ на это некоторые западные инжиниринговые компании приняли серьезную политику корпоративной и социальной ответственности.

Инжиниринг является ключевым фактором инновационного и человеческого развития. Африка к югу от Сахары, в частности, имеет очень небольшой инженерный потенциал, что приводит к тому, что многие африканские страны не могут развивать важнейшую инфраструктуру без внешней помощи. достижение многих целей в области развития, сформулированных в Декларации тысячелетия, требует создания достаточного инженерного потенциала для развития инфраструктуры и устойчивого технологического развития.

Все зарубежные НПО, занимающиеся вопросами развития и оказания чрезвычайной помощи, в значительной степени используют инженеров для применения решений в сценариях бедствий и развития. Ряд благотворительных организаций стремятся использовать технику непосредственно на благо человечества:

  • Инженеры Без Границ
  • Инженеры Против Бедности
  • Зарегистрированные инженеры для оказания помощи в случае стихийных бедствий
  • Инженеры для устойчивого мира
  • Техника для перемен
  • Международные Инженерные Министерства

Инжиниринговые компании во многих странах с развитой экономикой сталкиваются со значительными проблемами в отношении числа профессиональных инженеров, проходящих подготовку, по сравнению с числом выходящих на пенсию. Эта проблема очень заметна в Великобритании, где техника имеет плохое изображение и низкий статус.Есть много отрицательных экономических и политических проблем, которые это может вызвать, а также этические проблемы. широко признано, что инженерная профессия сталкивается с "кризисом изображения", вместо того, чтобы быть принципиально непривлекательной карьерой. Большая работа необходима, чтобы избежать огромных проблем в Великобритании и других западных экономиках.

Кодекс этики[править]

Основная статья: инженерная этика

Многие инженерные общества разработали кодексы практики и этические кодексы для руководства членами и информирования широкой общественности. Национальное общество профессиональных инженеров кодекс этики гласит: 

   Инженерное дело-важная и выученная профессия. Как члены этой профессии, ожидано, что показывают инженеры самые высокие стандарты добросовестности и герметичности. Инжиниринг оказывает прямое и жизненно важное влияние на качество жизни всех людей. Соответственно, услуги, предоставляемые инженерами, требуют честности, беспристрастности, справедливости и равноправия и должны быть направлены на защиту общественного здоровья, безопасности и благосостояния. Инженеры должны работать в соответствии со стандартом профессионального поведения, который требует соблюдения самых высоких принципов этического поведения.[42]

В Канаде многие инженеры носят железное кольцо как символ и напоминание об обязательствах и этике, связанных с их профессией.

Отношения с другими дисциплинами[править]

Наука[править]

 Ученые изучают мир таким, какой он есть; инженеры создают мир, которого никогда не было.
   - Теодор фон Карман

Существует совпадение между наукой и инженерной практикой; в инженерии применяется наука. Обе области деятельности основаны на точном наблюдении материалов и явлений. Для анализа и передачи наблюдений используются математические и классификационные критерии.

Ученым, возможно, также придется выполнять инженерные задачи, такие как проектирование экспериментальной аппаратуры или создание прототипов. И наоборот, в процессе разработки технологии инженеры иногда обнаруживают, что исследуют новые явления, становясь, таким образом, на данный момент учеными или, точнее, "инженерными учеными"

В книге "Что знают инженеры и как они это знают" Вальтер Винченти утверждает, что инженерные исследования имеют характер, отличный от характера научных исследований. Во-первых, она часто имеет дело с областями, в которых хорошо изучены основы физики или химии, но сами проблемы слишком сложны для точного решения.

Существует" реальная и важная " разница между инженерией и физикой, аналогичная любой научной области, связанной с технологией.Физика-исследовательская наука, которая ищет знание принципов, в то время как разработка использует знание для практического применения принципов. Первое приравнивает понимание к математическому принципу, в то время как второе измеряет вовлеченные переменные и создает технологию.[50] [51] [52] для технологии физика является вспомогательной и в некотором смысле технология рассматривается как прикладная физика.[53] Хотя физика и техника взаимосвязаны, это не означает, что физик обучен выполнять работу инженера. Физик, как правило, требует дополнительного и соответствующего обучения.Физики и инженеры занимаются различными направлениями работы .[55] но физики PhD, которые специализируются в секторах инженерной физики и прикладной физики, называются технологами, инженерами по исследованиям и разработкам и системными инженерами.[56]

Примером этого является использование численных приближений к уравнениям Навье–Стокса для описания аэродинамического потока над летательным аппаратом или использование метода конечных элементов для расчета напряжений в сложных компонентах. Во - вторых, инженерные исследования используют много полуэмпирических методов, которые чужды чисто научным исследованиям, одним из примеров является метод изменения параметров.[ цитата необходима]

Как заявил Fung et al. в редакции классического инженерного текста Основы механики твердого тела: 

   Инженерия сильно отличается от науки. Ученые пытаются понять природу. Инженеры стараются делать вещи, которых нет в природе. Инженеры подчеркивают инновации и изобретения. Чтобы воплотить изобретение, инженер должен сформулировать свою идею в конкретных терминах и разработать то, что люди могут использовать. Это может быть сложная система, устройство, устройство, материал, метод, вычислительная программа, инновационный эксперимент, новое решение проблемы или улучшение того, что уже существует. Поскольку конструкция должна быть реалистичной и функциональной, она должна иметь определенные геометрию, размеры и характеристики. В прошлом инженеры, работавшие над новыми конструкциями, обнаружили, что у них нет всей необходимой информации для принятия проектных решений. Чаще всего они были ограничены недостаточными научными знаниями. Так они изучали математику, физику, химию, биологию и механику. Часто им приходилось добавлять к наукам, имеющим отношение к их профессии. Так родились инженерные науки.

Хотя в инженерных решениях используются научные принципы, инженеры должны также учитывать безопасность, эффективность, экономичность, надежность, конструктивность или легкость изготовления, а также экологические, этические и юридические соображения, такие как нарушение патента или ответственность в случае отказа решения.

Медицина и биология[править]

Изучение человеческого организма, хотя и с разных направлений и для разных целей, является важным общим связующим звеном между медициной и некоторыми инженерными дисциплинами. Медицина направлена на поддержание, восстановление , улучшение и даже замену функций человеческого организма, при необходимости, с помощью технологий .

Современная медицина может заменить некоторые функции организма с помощью искусственных органов и может значительно изменить функцию человеческого тела с помощью искусственных устройств, таких как, например, мозговые имплантаты и кардиостимуляторы .[58] [59] области бионики и медицинской бионики посвящены исследованию синтетических имплантатов, относящихся к естественным системам.

С другой стороны, некоторые инженерные дисциплины рассматривают человеческое тело как биологическую машину, заслуживающую изучения, и посвящены эмуляции многих ее функций, заменяя биологию технологией. Это привело к таким областям , как искусственный интеллект , нейронные сети , нечеткая логика и робототехника . Существуют также значительные междисциплинарные взаимодействия между инженерией и медициной.

Оба поля обеспечивают решения проблем реального мира. Это часто требует продвижения вперед, прежде чем явления будут полностью поняты в более строгом научном смысле, и поэтому экспериментирование и эмпирическое знание являются неотъемлемой частью обоих.

Медицина, в частности, изучает функции человеческого организма. Человеческое тело, как биологическая машина, имеет много функций, которые могут быть смоделированы с использованием инженерных методов.

Сердце, например, функционирует подобно насосу ,скелет подобен связанной структуре с рычагами, мозг производит электрические сигналы и т.д.Эти сходства, а также возрастающее значение и применение инженерных принципов в медицине привели к развитию области биомедицинской инженерии, использующей концепции, разработанные в обеих дисциплинах .

Новые отрасли науки , такие как системная биология, адаптируют аналитические инструменты, традиционно используемые для проектирования, такие как системное моделирование и вычислительный анализ, к описанию биологических систем. ===Искусство ===. Существуют связи между инженерией и искусством, например, архитектурой , ландшафтной архитектурой и промышленным дизайном (даже в той мере, в какой эти дисциплины иногда могут быть включены в инженерный факультет университета).

Институт искусств Чикаго, например, провел выставку об искусстве аэрокосмического дизайна НАСА. конструкция моста Роберта Майяра воспринимается некоторыми как преднамеренно художественная. в Университете Южной Флориды , инженерный профессор, через грант с Национальным научным фондом , разработал курс, который соединяет искусство и технику.

Среди известных исторических личностей Леонардо да Винчи является известным художником и инженером эпохи Возрождения и ярким примером связи между искусством и техникой.

Бизнес[править]

Бизнес-инжиниринг имеет дело с отношениями между профессиональной инженерией, ИТ-системами, администрированием бизнеса и управлением изменениями . Инженерный менеджмент или "Менеджмент Инжиниринг" является специализированной областью управления обеспокоенный инженерной практикой или сектором машиностроения. Спрос на инженеров, ориентированных на управление (или с противоположной точки зрения, менеджеров с пониманием техники), привел к разработке специализированных степеней инженерного управления, которые развивают знания и навыки, необходимые для этих ролей. Во время курса инженерного менеджмента студенты будут развивать промышленное проектирование навыки, знания и опыт, наряду со знанием делового администрирования, методов управления и стратегического мышления. Инженеры, специализирующиеся на управлении изменениями, должны иметь глубокие знания о применении принципов и методов промышленной и организационной психологии. Профессиональные инженеры часто обучаются в качестве сертифицированных консультантов по управлению в очень специализированной области управленческого консалтинга, применяемого к инженерной практике или инженерному сектору. Эта работа часто имеет дело с крупномасштабной сложной трансформацией бизнеса или управлением бизнес-процессами инициативы в области аэрокосмической промышленности и обороны, автомобилестроения, нефти и газа, машиностроения, фармацевтики, продовольствия и напитков, электротехники и электроники, распределения и производства электроэнергии, коммунальных услуг и транспортных систем. Это сочетание технической инженерной практики, управленческого консалтинга, отраслевых знаний и опыта управления изменениями позволяет профессиональным инженерам, которые также квалифицированы как консультанты по управлению, возглавлять крупные инициативы по трансформации бизнеса. Эти инициативы, как правило, спонсируются руководителями уровня C.

Другие поля[править]

В политологии термин "инженерия" был заимствован для изучения предметов социальной инженерии и политической инженерии , которые занимаются формированием политических и социальных структур с использованием инженерной методологии в сочетании с принципами политологии. Финансовый инжиниринг также заимствовал этот термин.

См. также[править]

Главная статья: схема разработки Списки

Глоссарии 

   Глоссарий техники
   Глоссарий областей математики
   Глоссарий биологии
   Глоссарий химии

Смежные темы

Дальнейшее чтение[править]

  • Blockley, Дэвид (2012). Инженерия: очень краткое введение . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского Университета. .
  • Дорф, Ричард, Эд. (2005). Техническое руководство (2 изд.). Бока-Ратон: CRC. .
  • Биллингтон, Дэвид П. (1996-06-05). Новаторы: Технические Пионеры, Которые Сделали Америку Современной . Wiley; новое издание Ed.
  • Мадхаван, Гуру (2015). Прикладные Умы: Как Мыслят Инженеры . Нортон.
  • Petroski, Генри (1992-03-31). Инженер-это человек: роль неудачи в успешном проектировании . Винтаж.
  • Господь, Чарльз Р. (2000-08-15). Руководство по источникам информации в технике . Библиотеки Неограниченны. doi: 10.1336 / 1563086999 .
  • Vincenti, Walter G. (1993-02-01). Что знают инженеры и как они это знают: аналитические исследования из истории авиации . Пресса Университета Джона Хопкинса
Источник — https://wikixw.ru/index.php?title=Инженерия&oldid=4975