工程学

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日本的工程用機械和人員
海上風力發電是現代環保工程學
航太工程的風阻測試

工程学工学,是通过研究与实践应用数学自然科学社会学等基础学科的知识,来达到改良各行业中现有建筑机械仪器系统材料和加工步骤的设计和应用方式一门学科。实践与研究工程学的人叫做工程师

高等学府中,将自然科学原理应用至工业农业服务业等各个生产部门所形成的诸多工程学科也称为工科工学

工程学方法[编辑]

工程师最关键和独特的任务是发现,理解并结合实际的局限来达到满意的结果。很多情况下,产品不仅仅只需符合技术要求,其他条件也必须满足。这些条件包括材料来源,物理或技术的局限,未来改进的可行性和其他因素,诸如成本,可销售性,可生产性及适用性。

解决问题[编辑]

工程师们应用科学,数学和相应的经验来找到问题的解决办法。他们建立合理的数学模型,对问题进行分析并测试可能的解决方案。可能的解决方案常常有多个,工程师们必须根据它们的本质评价各方案的优劣并选择最能满足要求的最佳方案。折中存在于是各种工程设计的核心之中,最佳设计意味着能达到尽可能多的要求。

工程师一般在全面生产过程前,就尝试预测他们的设计如何达到规格。他们使用:原型比例模型模拟破坏性试验非破坏性试验强度测试。测试保证产品按期望值运行。测试的目的是确保产品能符合预计的要求。工程师作为专业人员会尽量制造符合预计要求的产品,并达到对社会无害。工程师往往需要在设计中考虑安全因素来降低意外的故障。不过,考虑的安全因素越高,设计效率也通常会越低。

工程学的分支[编辑]

与其它专业的比较[编辑]

科学家经常要问“是什么”“为什麽”,并且科学家的“为什么”往往都能转化成“是什么”,他们关心於了解那些人类尚未確切、完全、詳細了解的知识,满足人类的好奇心;工程师则经常要问“如何做”,利用科学家发现的知识,制造对人类有用的物体或工具。

从经济的角度来说,科学家不必关心经济问题,他们想法子获得必要的经费(如政府拨款、企业投资、私人赞助等),然后专心去研究。工程师则相反,他们必须使制造出来的物体,在经济上是可行的,否则没有任何用处。如果一件产品的成本高于其市场价值,使得无人光顾,这种产品就无法生产,所以对工程师来说,经济观念是必备的。例如像科幻小说所描写的“按12个按钮,再拉下三个把手,就可以给面包片抹上黄油”一类的机器,在理论上是完全可以制造出来的,但工程师决不会制造这种机器。

从相互包含的角度来说,科学家可能也需要完成某些工程作业(比如设计试验仪器,制造原型),工程师经常也要做研究。从目的的先后顺序来说,可以说科学家为了学习而制造,而工程师为了制造而学习。从工程和科学都要做的研究来说,工程学上的研究与科学研究也有不同之处。它经常涉及到的领域,基本物理化学已经很好的被了解了,而这些问题却很难被精确的解决。工程学的研究便是要寻找可能近似方案。

限制[编辑]

某些工程作业,比如设计桥梁、电厂、化工厂,必须被专业工程师所批准。保护公众健康和安全的法律强制专业人员必须提供指导,这些指导是从教育和经验中获得的。

即使有了严格的检测和许可证发给,工程灾难还是会发生。因此专业工程师严守伦理学标准。每个工程学科和专业组织,都持有伦理学标准,成员发誓遵守维护。

另见[编辑]