Inženierija

Inženierija piemēro zinātniskās un tehniskās zināšanas dažādu tehnisku problēmu risināšanai. Inženieri izmanto iztēli, spriešanu, vērtēšanu un pieredzi zinātnes, tehnoloģijas, matemātikas un pieredzes pielietošanai. Rezultāts var būt dizains, produkts, pakalpojums vai lietderīgas darbības ar kādu objektu vai procesu.

Zobratu darbības animācija

Metodes

Pats būtiskākais un unikālākais uzdevums, ko veic inženieris, ir noteikt, saprast un pielāgot ierobežojumus dizainam, lai sasniegtu veiksmīgu rezultātu. Parasti nav pietiekoši uzbūvēt tikai tehniski strādājošu produktu; tam ir arī jāatbilst tālākām prasībām. Ierobežojumi var būt tādi kā resursu pieejamība, fiziski vai tehniski limiti, elastība nākotnes modifikācijām un uzlabojumiem un citi faktori, kā prasība pēc izmaksas, ražošanas iespējām un apkalpošanas iespējām. Izprotot ierobežojumus, inženieris izsecina iespējas noteiktajos limitos.

Ilgtspējīga attīstība

Viens no pēdējā laika būtiskākajiem aspektiem inženierzinātnē ir atbildīgs dizains. To iedala trīs kategorijās: - Atbildība pret vidi - Sociālā atbildība - Ekonomiskā atbildība

Šo atbildību kopums veido ilgtspējīgumu.

Problēmu risināšana un meklēšana

Inženieri izmanto savas zināšanas zinātnēs, matemātikā un attiecīgās jomas pieredzi, lai atrastu atbilstošu risinājumu problēmai. Veidojot atbilstošus matemātiskus modeļus problēmas risināšanai, inženierim tiek dota iespēja tos analizēt un pārbaudīt iespējamos risinājumus. Parasti eksistē vairāki iespējamie problēmas risinājumi, tāpēc inženieriem jānovērtē dažādās dizaina iespējas un to dotās iespējas un jāizvēlas risinājums, kurš vislabāk atbilst izvirzītajām prasībām. Hernihs Altshullers pēc statistikas izveidošanas par patentiem lielā apjomā sacījis, ka kompromisi ir “zema līmeņa” inženierijas dizaina sirds, kamēr augsta līmeņa dizainos vislabākais rezultāts ir gadījumos, kad šis dizains izsvītro pamata pretrunas, kas izraisa problēmu.

Inženieri nodarbojas ne tikai ar problēmu risināšanu, bet arī ar problēmu meklēšanu.

Inženieri parasti cenšas paredzēt to, cik labi viņu izveidotais dizains darbosies pēc iecerētās specifikācijas. Piemēram, viņi izmanto: prototipus, mēroga modeļus, simulācijas, destruktīvos testus, nedestruktīvos testus un stresa testus. Testi nodrošina to, ka produkts darbosies kā paredzēts. Parasti inženieri iekļauj dizainā drošības faktoru, lai samazinātu risku neparedzētas kļūmes gadījumā. Tomēr jo lielāka drošība, jo lielāka arī iespējamība, ka dizains būs mazāk efektīvs.

Datora izmantošana

Kā jau visos modernajos zinātnes un tehnoloģiju projektos, datori un datorprogrammas iegūst arvien lielāku nozīmi. Skaitliskās metodes un simulācijas var palīdzēt precīzāk paredzēt dizaina veiktspēju daudz precīzāk nekā kādreiz izmantotā pietuvināšana. Izmantojot CAD (computer-aided design) datorprogrammu, inženieri var vieglāk veidot objekta dizaina zīmējumus un modeļus. Uz datora modelētiem dizainiem var pārbaudīt, vai tajos nav kļūdu, neradot dārgus un ilgi izgatavojamus prototipus. Dažas programmas, piemēram, CNC, spēj automātiski nolasīt rasējumus un izveidot detaļu. Datori arī palielina jau iepriekš izveidotu dizainu izmantošanu, dodot inženierim bibliotēku ar dažādām, iepriekš definētām detaļām, kuras ir gatavas izmantošanai inženiera dizainā. Pēdējā laikā sāk izmantot FEM (finite element method analysis) datorprogramma stresa, temperatūras, plūsmas, elektromagnētiskā lauka analīzei, kura ir ieguvusi ievērojamu nozīmi. Papildus ir arī dažādas datorprogrammas dinamisku sistēmu analīzei. Elektronikas inženieri izmanto dažādas elektrisko ķēžu datorprogrammas, kuras palīdz izgatavot elektriskās ķēdes, kuras veiktu savus uzdevumus, kad tās būtu izmantotas uz elektrisko ķēžu plāksnēm (printed circuit board- PCB) vai datorčipos.

Kultūras ietekme

Vēsturiski inženierija ir uzskatīta kā kaut kāds sauss un neinteresants lauks populārajā kultūrā. Tomēr tas tā nav bijis vienmēr. Piemēram, vairums Britu bērni 20. gadsimta 50. gados tika uzaudzināti ar saviļņojošiem stāstiem par “Uzvarētājiem inženieriem”, galvenokārt starp tiem bija Brunels, Stephensons, Telfors un citi tā laika inženieri. Zinātniskajā fantastikā inženieri ir bieži attēloti kā daudz zinoši un cienījami indivīdi, kuri izprot pārsteidzošās nākotnes tehnoloģijas, kuras tiek bieži attēlotas šajā žanrā. Inženieri ir bijuši bieži apsmieti vai arī ir cienīti viņu uzskatu un interešu dēļ. Iespējams, tādēļ, ka inženieri labi izprot lietu savstarpējo saistību, viņi bieži tiek iesaistīti politikā, lai “salabotu lietas” sabiedrības labā. Dažkārt, inženierus var atpazīt pēc “Dzels gredzena”- nerūsoša tērauda vai dzelzs gredzena, kurš tiek valkāts uz labās rokas mazā pirkstiņa. Šī tradīcija sākotnēji attīstījās Kanādā, kā lepnuma un pienākuma simbols pret inženiera profesiju. Dažus gadus vēlāk šī tradīcija attīstījās arī ASV. Inženieriem joprojām pietiek ar bakalaura grādu, lai iegūtu labu ienesīgu vietu, kura arī saņem sabiedrības cieņu. Šāds gadījums nav parasts starp citām profesijām.

Likumdošana

Mūsdienu valstīs, daži inženierijas uzdevumu, kā, piemēram, tiltu dizains, elektrības stacijas būves var tikt veikti tikai ar oficiāli apstiprinātiem un kvalificētiem inženieriem. Katra valsts apstiprina un pārbauda savus inženierus ar stingrām pārbaudēm. Tomēr mēdz notikt arī nelaimes. Kā arī inženieri pakļaujas stingrām inženieru organizāciju ētikas normām.

Inženierija salīdzinājumā ar zinātni

Inženierija nodarbojas ar praktiskas problēmu dizainu risināšanu. Zinātnieks varētu prasīt, kāpēc rodas problēma un veikt pētījumus, lai atbildētu uz šo jautājumu un atbildēt uz jautājumu, iespējams, izveidojot matemātisku modeli pēc viņa novērojumiem. Bet inženieri vēlas zināt kā atrisināt problēmu un kā pielāgot iespējamo risinājumu. Citiem vārdiem, zinātnieks cenšas izskaidrot parādību, kamēr inženieris izmanto jebkādas esošās zināšanas, lai rastu atrisinājumu problēmai. Taču starp zinātni un inženieriju notiek arī pārklāšanās. Tas nav retums, kad zinātnieki tiek iesaistīti praktiskā viņu atklājumu izmantošanā, tādējādi kļūstot par inženieri. Zinātnieki var arī veikt pilnīgus inženierijas uzdevumus, kā, piemēram, eksperimentāla aparāta dizainēšana vai prototipa izveidošana. Un pretēji, tehnoloģijas attīstīšanas procesā tehnoloģiju inženieris var arī atklāt jaunas parādības, tādējādi uz laiku kļūstot par zinātnieku. Būtībā inženieris izmanto esošās zināšanas problēmas atrisināšanai.

Galvenie inženierijas virzieni

Aeroinženierijas, būvkonstrukciju projektēšana, arhitektūras inž., biomedicīnas, ķīmiskā inž., civilā inž., datorinženierija inž., elektriskā inž., vides inž., industriālā inž., materiālu inž., mehāniskā inž., naftas inž., datorprogrammu inž., sistēmu inž., dizaina inž.