工程學

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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

工程學工學,是通過研究與實踐應用數學自然科學社會學等基礎學科的知識,來達到改良各行業中現有建築機械儀器系統材料和加工步驟的設計和應用方式一門學科。實踐與研究工程學的人叫做工程師

高等學府中,將自然科學原理應用至工業農業服務業等各個生產部門所形成的諸多工程學科也稱為工科工學

工程學方法[編輯]

工程師最關鍵和獨特的任務是發現,理解並結合實際的局限來達到滿意的結果。很多情況下,產品不僅僅只需符合技術要求,其他條件也必須滿足。這些條件包括材料來源,物理或技術的局限,未來改進的可行性和其他因素,諸如成本,可銷售性,可生產性及適用性。

解決問題[編輯]

工程師們應用科學,數學和相應的經驗來找到問題的解決辦法。他們建立合理的數學模型,對問題進行分析並測試可能的解決方案。可能的解決方案常常有多個,工程師們必須根據它們的本質評價各方案的優劣並選擇最能滿足要求的最佳方案。折中存在於是各種工程設計的核心之中,最佳設計意味著能達到儘可能多的要求。

工程師一般在全面生產過程前,就嘗試預測他們的設計如何達到規格。他們使用:原型比例模型模擬破壞性試驗非破壞性試驗強度測試。測試保證產品按期望值運行。測試的目的是確保產品能符合預計的要求。工程師作為專業人員會盡量製造符合預計要求的產品,並達到對社會無害。工程師往往需要在設計中考慮安全因素來降低意外的故障。不過,考慮的安全因素越高,設計效率也通常會越低。

工程領域[編輯]


工程學的分支[編輯]

與其它專業的比較[編輯]

科學家經常要問「是什麼」「為什麼」,並且科學家的「為什麼」往往都能轉化成「是什麼」,他們關心於了解那些人類尚未確切、完全、詳細了解的知識,滿足人類的好奇心;工程師則經常要問「如何做」,利用科學家發現的知識,製造對人類有用的物體或工具。

從經濟的角度來說,科學家不必關心經濟問題,他們想法子獲得必要的經費(如政府撥款、企業投資、私人贊助等),然後專心去研究。工程師則相反,他們必須使製造出來的物體,在經濟上是可行的,否則沒有任何用處。如果一件產品的成本高於其市場價值,使得無人光顧,這種產品就無法生產,所以對工程師來說,經濟觀念是必備的。例如像科幻小說所描寫的「按12個按鈕,再拉下三個把手,就可以給麵包片抹上黃油」一類的機器,在理論上是完全可以製造出來的,但工程師決不會製造這種機器。

從相互包含的角度來說,科學家可能也需要完成某些工程作業(比如設計試驗儀器,製造原型),工程師經常也要做研究。從目的的先後順序來說,可以說科學家為了學習而製造,而工程師為了製造而學習。從工程和科學都要做的研究來說,工程學上的研究與科學研究也有不同之處。它經常涉及到的領域,基本物理化學已經很好的被了解了,而這些問題卻很難被精確的解決。工程學的研究便是要尋找可能近似方案。

限制[編輯]

某些工程作業,比如設計橋樑、電廠、化工廠,必須被專業工程師所批准。保護公眾健康和安全的法律強制專業人員必須提供指導,這些指導是從教育和經驗中獲得的。

即使有了嚴格的檢測和許可證發給,工程災難還是會發生。因此專業工程師嚴守倫理學標準。每個工程學科和專業組織,都持有倫理學標準,成員發誓遵守維護。

參考文獻[編輯]

參見[編輯]