Inženjerstvo
primijenjena nauka From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Inženjerstvo ili inžinjerstvo je praksa korišćenja prirodnih nauka, matematike i procesa inženjerskog projektovanja[1] za rješavanje tehničkih problema, povećanja efikasnosti i produktivnosti i poboljšanja sistema. Savremeno inženjerstvo obuhvata mnoge podoblasti koje uključuju projektovanje i poboljšanje infrastrukture, mašina, vozila, elektronike, materijala i energetskih sistema.[2] Inženjerska disciplina obuhvata širok spektar specijalizovanijih oblasti inženjerstva, svaka sa specifičnijim naglaskom na određene oblasti primenjene matematike, primenjene nauke i vrste primjene. Ljudi obrazovani i primijenjeni u inženjerstvu se zovu inženjeri.
Inženjerstvo je disciplina, vještina i profesija dobijanja i primjene tehničkog, naučnog i matematskog znanja u dizajniranju i upotrebi materijala, struktura, mašina, uređaja, sistema i procesa da bi se sigurno realizovao željeni cilj ili sačinio izum.
Koncept inženjerstva postoji od veoma ranih vremena, kako je čovječanstvo razvijalo temeljne izume kotur, polugu i točak. Svaki od ovih izuma je u skladu sa modernim definicijama inženjerstva iskorištavajući osnovne mehaničke principe da razvije korisne alate i predmete.
Termin inženjering je izveden iz latinskog ingenium, što znači "urođena kvaliteta".[3]
Remove ads
Definicija
Američko inženjersko vijeće za profesionalni razvoj (ECPD, prethodnik ABET-a)[4] definisalo je "inženjerstvo" kao:
Kreativna primjena naučnih principa za projektovanje ili razvoj struktura, mašina, aparata ili proizvodnih procesa, ili radova koji ih koriste pojedinačno ili u kombinaciji; ili da ih konstruišu ili rade uz potpuno poznavanje njihovog dizajna; ili da predvidi njihovo ponašanje u specifičnim uslovima rada; sve u pogledu predviđene funkcije, ekonomičnosti rada i sigurnosti života i imovine.[5][6]
Remove ads
Glavne grane inženjerstva
Inženjerstvo je široka disciplina koja se često dijeli na nekoliko poddisciplina. Iako će inženjer obično biti obučen u određenoj disciplini, on ili ona mogu postati multidisciplinirani kroz iskustvo. Inženjerstvo se često karakteriše kao da ima četiri glavne grane:[7][8][9] hemijsko inženjerstvo, građevinarstvo, elektrotehniku i mašinstvo.
Hemijsko-procesno inženjerstvo
Hemijsko inženjerstvo je primjena fizike, hemije, biologije i inženjerskih principa u cilju izvođenja hemijskih procesa na komercijalnom nivou, kao što je proizvodnja robnih hemikalija, specijalnih hemikalija, rafiniranje nafte, mikrofabrikacija, fermentacija i proizvodnja biomolekula.
Građevinarstvo
Građevinarstvo je projektovanje i izgradnja javnih i privatnih radova, kao što su infrastruktura (aerodromi, putevi, željeznice, vodosnabdijevanje itd.), mostovi, tuneli, brane i zgrade.[10][11] Građevinarstvo je tradicionalno podijeljeno na brojne poddiscipline, uključujući strukturno inženjerstvo, inženjerstvo zaštite okoline i geodetsko mjerenje. Tradicionalno se smatra odvojenim od vojnog inženjeringa.[12]
Elektrotehnika
Elektrotehnika je projektovanje, proučavanje i proizvodnja različitih električnih i elektronskih sistema, kao što su inženjering radiodifuzije, električna kola, generatori, motori, elektromagnetni/elektromehanički uređaji, elektronski uređaji, elektronska kola, optička vlakna, optoelektronski uređaji, računarski sistemi, telekomunikacije , instrumentacija, kontrolni sistemi i elektronika.
Mašinstvo
Mašinstvo je projektovanje i proizvodnja fizičkih ili mehaničkih sistema, kao što su energetski i energetski sistemi, proizvodi za vazduhoplovstvo/avioni, sistemi oružja, transportni proizvodi, motori, kompresori, pogonski agregati, kinematičke lance, vakuumska tehnologija, oprema za izolaciju vibracija, proizvodnja, robotika , turbine, audio oprema i mehatronika.
Bioinženjering
Bioinženjering jest inženjering bioloških sistema u korisne svrhe. Primjeri bioinženjerskih istraživanja uključuju bakterije dizajnirane za proizvodnju kemikalija, novu tehnologiju medicinske slike, prijenosne uređaje za brzu dijagnostiku bolesti, protetiku, biofarmaceutike i organe napravljene od tkiva.
Remove ads
Interdisciplinarno inženjerstvo
Interdisciplinarno inženjerstvo crpi iz više od jedne od glavnih grana prakse. Historijski gledano, pomorsko inženjerstvo i rudarsko inženjerstvo su bile glavne grane. Ostale inženjerske oblasti su proizvodno, akustično , inženjerstvo korozije, Instrumentacijski i kontrolni inženjering, avijacija, automobilsko, računarstvo, elektroničko, informaciono, nafta, zaštita životne sredine, sistemsko, audio, softversko, arhitektonsko, poljoprivredno, biosistemsko, biomedicinsko,[13] geološko , tekstilno, industrijsko, materijale,[14] i nuklearno inženjerstvo.[15] Ove i druge grane inženjerstva zastupljene su u 36 licenciranih institucija članica Inženjerskog savjeta Ujedinjenog Kraljevstva.
Nove specijalnosti se ponekad kombinuju sa tradicionalnim oblastima i formiraju nove grane – na primer, inženjering i upravljanje zemaljskim sistemima obuhvataju širok spektar predmetnih oblasti uključujući inženjerske studije, nauku o životnoj sredini, inženjersku etiku i filozofiju inženjerstva.
Ostale grane inžinjerstva
Vazduhoplovstvo
Vazduhoplovstvo pokriva dizajn, razvoj, proizvodnju i operativno ponašanje aviona, satelita i raketa.
Pomorski inženjering
Pomorski inženjering pokriva dizajn, razvoj, proizvodnju i operativno ponašanje plovila i stacionarnih struktura kao što su naftne platforme i luke.
Računarsko inženjerstvo
Računarsko inženjerstvo (CE) je grana inženjerstva koja integriše nekoliko oblasti računarske nauke i elektronskog inženjerstva potrebnih za razvoj računarskog hardvera i softvera. Računarski inženjeri obično imaju obuku u elektronskom inženjerstvu (ili elektrotehnici), dizajnu softvera i integraciji hardvera i softvera umjesto samo softverskog inženjeringa ili elektroničkog inženjeringa.
Geološko inženjerstvo
Geološko inženjerstvo je povezan sa svime što je izgrađeno na Zemlji ili unutar nje. Ova disciplina primjenjuje geološke nauke i inženjerske principe da usmjerava ili podržava rad drugih disciplina kao što su građevinarstvo, inženjerstvo zaštite okoliša i rudarsko inženjerstvo. Inženjeri geologije su uključeni u studije uticaja za objekte i operacije koje utiču na površinsko i podzemno okruženje, kao što su iskopavanja stijena (npr. tuneli), konsolidacija temelja zgrada, stabilizacija nagiba i nasipa, procjena rizika od klizišta, praćenje podzemnih voda, sanacija podzemnih voda, rudarski iskopi i istraživanje prirodnih resursa.
Remove ads
Društveni kontekst
Inženjerska struka se bavi nizom aktivnosti, od saradnje na društvenom nivou, do manjih individualnih projekata. Gotovo svi inženjerski projekti su vezani uz izvor finansiranja: kompaniju, grupu investitora ili vladu. Tipovi inženjeristva koji su manje ograničeni takvim izvorom finansiranja su pro bono i inženjerstvo otvorenog dizajna.
Inženjerstvo je povezano sa društvom, kulturom i ljudskim ponašanjem. Većina proizvoda i konstrukcija koje koristi savremeno društvo, pod utjecajem su inženjerstva. Inženjerske aktivnosti imaju uticaj na životnu sredinu, društvo, privredu i javnu bezbjednost.
Inženjerski projekti mogu biti kontroverzni. Primjeri iz različitih inženjerskih disciplina uključuju: razvoj nuklearnog oružja, branu Tri sutjeske, dizajn i korištenje sportskih terenskih vozila i vađenje nafte. Kao odgovor, neke inženjerske kompanije su usvojile ozbiljne politike korporativne i društvene odgovornosti.
Postizanje mnogih Milenijskih ciljeva razvoja zahtijeva postizanje dovoljnih inženjerskih kapaciteta za razvoj infrastrukture i održivog tehnološkog razvoja.[16]
Nevladine organizacije za razvoj i pomoć u inostranstvu u velikoj mjeri koriste inženjere za primjenu rješenja u scenarijima katastrofe i razvoja. Neke dobrotvorne organizacije koriste inženjering direktno za razvoj:
- Inženjeri bez granica
- Inženjeri protiv siromaštva
- Registrirani inženjeri za pomoć u katastrofama
- Inženjeri za održivi svijet
- Inženjerstvo za promjene
- Međunarodna ministarstva inženjeringa[17]
Inženjerske kompanije u razvijenijim ekonomijama suočavaju se sa izazovima u pogledu broja inženjera koji se obučavaju, u poređenju sa onima koji odlaze u penziju. Ovaj problem je istaknut u Ujedinjenom Kraljevstvu gdje inženjering ima loš imidž i nizak status.[18] Postoje negativni ekonomski i politički problemi koje to može uzrokovati, kao i etička pitanja.[19]
Remove ads
Odnosi sa drugim disciplinama
Nauka
Naučnici proučavaju svijet kakav jeste; inženjeri stvaraju svijet kakav nikada nije bio.
Postoji preklapanje između nauke i inženjerske prakse; u inženjerstvu se primjenjuje nauka. Obje oblasti nastojanja se oslanjaju na precizno posmatranje materijala i pojava. I jedni i drugi koriste matematiku i kriterije klasifikacije za analizu i prenošenje zapažanja.
Naučnici će možda morati da završe i inženjerske zadatke, kao što je dizajniranje eksperimentalnih aparata ili izgradnja prototipova. Nasuprot tome, u procesu razvoja tehnologije, inženjeri se ponekad zateknu u istraživanju novih fenomena, postajući tako, za sada, naučnici ili tačnije "inženjerski naučnici".[23]
.jpg)
U knjizi Šta inženjeri znaju i kako to znaju,[24] Walter Vincenti tvrdi da inženjersko istraživanje ima karakter drugačiji od karaktera naučnog istraživanja. Prvo, često se bavi oblastima u kojima se osnovna fizika ili hemija dobro razumiju, ali su sami problemi previše složeni da bi se riješili na tačan način.
Postoji "stvarna i važna" razlika između inženjerstva i fizike kao što bilo koja naučna oblasti ima razlike s tehnologijom.[25][26] Fizika je istraživačka nauka koja traži znanje o principima, dok inženjerstvo koristi znanje za praktičnu primjenu principa. Prvi izjednačava razumijevanje sa matematičkim principom, dok drugi mjeri uključene varijable i stvara tehnologiju.[27][28][29] Za tehnologiju, fizika je pomoćna i na neki način se tehnologija smatra primijenjenom fizikom.[30] Iako su fizika i inženjerstvo međusobno povezane, to ne znači da je fizičar obučen da radi inženjerski posao. Fizičar bi obično zahtijevao dodatnu i relevantnu obuku.[89] Fizičari i inženjeri se bave različitim poslovima.[31] Ali doktori fizike koji se specijalizuju za sektore inženjerske fizike i primenjene fizike zovu se kao tehnološki službenici, inženjeri za istraživanje i razvoj i inženjeri sistema.[32]
Primjer za to je korištenje numeričkih aproksimacija Navier–Stokesovih jednačina za opisivanje aerodinamičkog strujanja preko aviona, ili korištenje metode konačnih elemenata za izračunavanje napona u složenim komponentama. Drugo, inženjerska istraživanja koriste mnoge polu-empirijske metode koje su strane čistom naučnom istraživanju, jedan primjer je metoda varijacije parametara.[33]
Kako navode Fung i ostali u reviziji klasičnog inženjerskog teksta Osnove mehanike čvrstog materijala:
Inženjering se prilično razlikuje od nauke. Naučnici pokušavaju razumjeti prirodu. Inženjeri pokušavaju da naprave stvari koje ne postoje u prirodi. Inženjeri ističu inovacije i pronalaske. Da bi utjelovio izum, inženjer mora svoju ideju da konkretizira i dizajnira nešto što ljudi mogu koristiti. To nešto može biti složen sistem, uređaj, gadžet, materijal, metoda, računarski program, inovativni eksperiment, novo rješenje problema ili poboljšanje onoga što već postoji. Budući da dizajn mora biti realističan i funkcionalan, mora imati definisane podatke o svojoj geometriji, dimenzijama i karakteristikama. U prošlosti su inženjeri koji su radili na novim dizajnima otkrili da nemaju sve potrebne informacije za donošenje odluka o dizajnu. Najčešće su bili ograničeni nedovoljnim naučnim saznanjima. Tako su studirali matematiku, fiziku, hemiju, biologiju i mehaniku. Često su morali da dodaju nauke relevantne za njihovu profesiju. Tako su rođene inženjerske nauke.[34]
Iako inženjerska rješenja koriste naučne principe, inženjeri također moraju uzeti u obzir sigurnost, efikasnost, ekonomičnost, pouzdanost i konstruktivnost ili lakoću proizvodnje, kao i okoliš, etička i pravna razmatranja kao što su kršenje patenta ili odgovornost u slučaju kvara. rješenja.[35]
Medicina i biologija
Proučavanje ljudskog tijela, iako iz različitih pravaca i u različite svrhe, važna je zajednička veza između medicine i nekih inženjerskih disciplina. Medicina ima za cilj da održi, popravi, poboljša, pa čak i zamijeni funkcije ljudskog tijela, ako je potrebno, korištenjem tehnologije.
Moderna medicina može zamijeniti nekoliko tjelesnih funkcija korištenjem umjetnih organa i može značajno promijeniti funkciju ljudskog tijela pomoću umjetnih uređaja kao što su, na primjer, neuro implantati i pacemakeri.[36][37] Oblasti bionike i medicinske bionike posvećene su proučavanju sintetičkih implantata koji se odnose na prirodne sisteme.
Nasuprot tome, neke inženjerske discipline gledaju na ljudsko tijelo kao na biološku mašinu koju vrijedi proučavati i posvećene su oponašanju mnogih njegovih funkcija zamjenom biologije tehnologijom. To je dovelo do polja kao što su umjetna inteligencija, neuronske mreže, fuzzy logika i robotika. Postoje i značajne interdisciplinarne interakcije između inženjerstva i medicine.[38][39]
Oba polja pružaju rješenja za probleme iz stvarnog svijeta. Ovo često zahtijeva kretanje naprijed prije nego što se pojave u potpunosti razumiju u rigoroznijem naučnom smislu i stoga su eksperimentiranje i empirijsko znanje sastavni dio oba.
Medicina, dijelom, proučava funkciju ljudskog tijela. Ljudsko tijelo, kao biološka mašina, ima mnoge funkcije koje se mogu modelirati primjenom inženjerskih metoda.[40]
Srce na primjer funkcioniše slično kao pumpa,[41] kostur je poput povezane strukture s polugama,[42] mozak proizvodi električne signale itd.[43] Ove sličnosti, kao i sve veći značaj i primjena inženjerskih principa u medicini, doveli su do razvoja oblasti biomedicinskog inženjerstva koje koristi koncepte razvijene u obje discipline.
Nove grane nauke, kao što je sistemska biologija, prilagođavaju analitičke alate koji se tradicionalno koriste za inženjering, kao što su modeliranje sistema i računarska analiza, opisu bioloških sistema.[40]
Remove ads
Također pogledajte
|
|
Remove ads
Reference
Dodatna literatura
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads