علم مهندسی

تعریف

علم مهندسی مجموعه روش و حرفهٔ کاربرد علوم فنی می‌باشد که با استفاده از قوانین طبیعت و منابع فیزیکی به ساخت و طراحی مواد، ساختارها، ماشین‌ها، ابزار و سیستم‌ها و یا پردازش‌ها می‌انجامد.

کاربرد خلاقانهٔ اصول علمی جهت طراحی یا توسعه ساختارها، ماشین‌ها، اسباب و یا روشهای تولید – و یا کلیه اموری که ترکیب این امور باشد- و یا بنا کردن و یا عمل کردن به همین طریق با شناخت کامل از طرح آنها و یا پیش بینی رفتار آنها تحت شرایط عملی معین، به شکلی که همهٔ آنها هدف کاربری مشخص داشته باشند و شرایط اقتصادی پروژه را در نظر بگیرند و امنیت زندگی و مالکیت را در نظر بگیرند. شده است.

تاریخچه

علم مهندسی از قرون وسطی و در زمانی که انسانها اختراع‌های مثل چرخ و قرقره را داشتند وجود دارد. هرکدام از این اختراع‌ها با تعریف مدرن از مهندسی مطابقت دارد و اصول مکانیکی اصلی برای ساخت اهداف و ابزار مفید را کشف کرد.

خود اصطلاح مهندسی نیز ریشه‌شناسی دارد که از کلمه مهندسی آمده و به سال ۱۳۰۰ و از زمانی بر می‌گردد که واژه مهندسی (کسی که بر روی موتور کار می‌کند) را به سازنده موتورهای مهندسی می‌گویند. اکنون در این زمینه موتور، به ماشین نظامی مثل موتورهای مکانیکی در جنگ گفته می‌شود. نمونه‌های این استفاده مطلق در این زمان، محصولات مهندسی شده نظامی مثل محصولات نظامی مهندسین هستند.

علم مهندسی در عصر باستان

فانوس دریایی اسکندریه، اهرام مصر، باغ‌های معلق بابلی، قلعه اکروپیلوس و پارتنون اریوپان و یا ابپا و کلوسوم تیوتیها کان ومهرها واقوام مایان، انیکا و امپراطوری از تک و دیوارعظیم چین، معبد بریهاد سوارتانجاوور نمونه هایی از کاربرد علم مهندسی در دوران باستان می باشد اما مهندسین اولیه شهری را من هوتپ می‌نامیدند.

مکانیزم آنتی کتیرا اولین کامپیوتر ماشینی مشهور و اختراع مکانیکی هخامنشیان نمونه‌هایی از مهندسی اولیه شهری هستند. بعضی از اختراع‌های هخامنشیان مثل مکانیزم آنتی کیتارا به دانش پیچیده‌ای از رندهای مختلفی نیاز داشت که دو اصل کلیدی در تئوری ماشینی است که به طراحی دنباله‌های دنده انقلاب صنعتی کمک کرد و امروزه در زمینه‌های گسترده‌ای مثل رباتیک و مهندسی اتومبیل از آن استفاده می‌شود. ارتش‌های چین، یونان و رم ماشین‌های پیچیده نظامی و اختراع‌های را در قرن بی. سی۴ مثل تریوم، بالستا و کاتاپوست ساختند.

علم مهندسی در عصر رنسانس

علم مهندسی بعد از رنسانس و انقلاب صنعتی پیشرفت زیادی کرد و دگرگون گردید ویلیام گیلبرت اولین مهندس الکتریسیته با ۱۶۰۰ انتشار دمگنت است. اما اصطلاح «الکتریسیته» را اختراع کرد. اولین موتوربخار در سال ۱۶۹۸ وتوسط توماس ساوری مهندس مکانیک ساخته شد. ساخت این وسیله باعث انقلاب صنعتی در چند دهه و باعث آغاز تولید حجیم شد. با ظهور مهندسی به عنوان یک حرفه در دهه ۱۸ این اصطلاح در زمینه‌هایی به کار می‌رود که درون ریاضی و علم مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما این زمینه به علاوه مهندسی نظامی و شهری، هنرهای مکانیکی ادغام شده مهندسی دارد.

علم مهندسی درعصر مدرن

مراحل اولیه مهندسی الکتریسیته شامل آزمایش‌ها انساندررو ولتا در دهه ۱۸۰۰، آزمایش‌ها مایکل فارادی جورج اوهم و دیگران و اختراع موتور الکتریسیته در سال ۱۸۷۲ است. کار جیمز مکس ول و هنریچ هرتز در اواخر قرن ۱۹ این رشته الکترونیک را ایجاد می‌کند. اختراع بعدی لوله بخار وترانزیستور به توسعه الکترونیک کمک کرد و مهندسین الکترونیک و الکتریسیته همکاران خود را در حال افزایش می‌بینند. اختراع توماس ساوری و یک مهندس اسکاتلندی به نام جیمز وات باعث ایجاد مهندسی مکانیک مدرن شد. ساخت ماشین‌های اختصاصی و ابزار نگهداری آنها در طی انقلاب صنعتی باعث رشد سریع مهندسی مکانیکی در بریتانیا و خارج می‌شود.

اولین پی اچ پی در مهندسی در ایالات متحده برای جوسیه ویلیارد گیبر در دانشگاه یال ۱۸۶۳ و پی اچ پی دوم در علم آمریکا ست اما برادران رایت یک دهه پس از پروازهای موفق، مهندسی هوا فضا را از طریق سفینه نظامی مورد استفاده در جنگ جهانی دوم ایجاد کردند. در سال ۱۹۹۰ و با ایجاد تکنولوژی کامپیوتری، اولین موتور تحقیقی توسط مهندس کامپیوتر به نام ادلان امتاگ ساخته شد.

شاخه‌های اصلی علم مهندسی

علم مهندسی دارای پنج شاخه اصلی می باشد

1. مهندسی شیمی : کاربرد، شیمی، زیست‌شناسی و اصول مهندسی برای انجام فرایندهای شیمیایی در مقیاس تجاری مثل اصلاح پتروشیمی، زیرساخت، مخمر و تولید بیوملکولی است.
2. مهندسی عمران: طراحی و ساخت کارهای اختصاصی وعمومی مثل زیرساخت‌ها (هواپیماها، جاده‌ها، راه آهن، منبع آب و تصفیه) پل‌ها، سدها وساختمان‌ها.
3. مهندسی برق : طراحی وبررسی سیستم‌های الکتریسیته و الکترونیک مثل مدارهای الکتریسیته ، ژنراتورها و موتورها.وسایل الکترومغناطیس، الکترومکانیکی، وسایل الکترونیکی، مدارهای الکتریسیته، فیبرهای کنترل، وسایل چشمی الکتریسیته، سیستم‌های کامپیوتری، ارتباطات از راه دور، ابزار سازی،کنترل و الکترونیک.
4. مهندسی مکانیک : طراحی سیستم‌های فیزیکی و مکانیکی مثل سیستم‌های قدرت و انرژی، محصولات فضا پیما، سیستم‌های اسلحه، محصولات حمل و نقل، کمپرسورها، قطارهای نیرو، زنجیره‌های حرکتی، تکنولوژی‌ها وتجهیزات جداسازی ارتعاشی این شاخه هایشان با یکدیگر متفاوتند اما مهندسی دریایی و معدن کاری شاخه‌های مهم آن هستند. رشته‌های معدن اغلب شامل شاخه‌های مهمی مثل مهندسی ساخت، مهندسی صوتی، مهندسی خوردگی، ابزارسازی وکنترل، هوا فضا، اتومبیل، کامپیوتر، الکترونیک، پتروشیمی، سیستم‌ها، صوتی، نرم‌افزار، معماری، کشاورزی، سیستم‌های زیستی، بیوپزشکی، زمین‌شناسی، پارچه، صنعت مواد هسته‌ای است. این شاخه‌ها و شاخه‌های دیگر مهندسی در ۳۶ مؤسسه شکل دهندهٔ عضویت مجمع مهندسی انگلیس نشان داده شده‌اند. اغلب متخصصین جدید رشته‌های قدیمی را با هم ترکیب کرده و شاخه‌های جدیدی را تشکیل می‌دهند. برای مثال مهندسی و مدیریت سیستم‌های زمین شامل محدودهٔ گسترده‌ای از عناوینی مثل انسان‌شناسی، مهندسی علم محیطی، اخلاقیات و فلسفه می‌شود. یک بخش جدید از این کاربرد درمورد زیر مجموعه‌ای از شاخه‌های موجود است و اغلب ناحیه‌ای خاکستری را تشکیل داده و برای هشدار طبقه‌بندی به صورت یک شاخه جدید کافی است. اما برای هر زمینه یک اشتراک وجود دارد.
5. مهندسی کشاورزی : این شاخه تلفیقی از کاربرد سایر علوم مهندسی در مدیریت، برنامه‌ریزی، نوآوری، طراحی، ساخت در رشته‌های علوم کشاورزی می‌باشد، مانند کاربرد مکانیک بیوسیستم در ماشین آلات کشاورزی، کاربرد عمران و معماری در طراحی و ساخت مجتمع‌های پرورش دام و طیور و همچنین طراحی زمین‌های کشاورزی و ساخت گلخانه‌ها و همچنین آبیاری و زهکشی در مزارع و زمین‌های کشاورزی می‌باشد که در واقع درس‌های این رشته‌های مهندسی به همراه دروسعلوم طبیعی همانند: گیاه‌شناسی و زراعت و اصول پرورش دام و طیور و ژنتیک گیاهی و حیوانی و دروس علوم پایه همانند: ریاضی ،فیزیک، شیمی، بیوشیمی گرایش‌های مختلف مهندسی کشاورزی نظیر: مهندسی علوم دامی، مهندسی صنایع غذایی، مهندسی کشاورزی-زراعت و اصلاح نباتات، مهندسی کشاورزی علوم باغبانی، مهندسی کشاورزی- گیاه پزشکی مهندسی تولیدات دامی را به وجود اورده‌اند.

بازار کار رشته های مهندسی

رشته های مهندسی در ایران از گذشته رشته های پر طرفداری بوده اند و بسیاری از دانش آموزان رشته ریاضی در دبیرستان برای رسیدن به آنها تلاش می کنند به دلیل تقاضای زیاد برای این رشته ها قبولی در آنها برای دانش آموزان به علت رقابت زیادی که وجود دارد تا حد زیادی دشوار است در حال حاضر رشته های مهندسی برق ، عمران ، مکانیک ، نفت و پتروشیمی ، کامپیوتر ، معماری به خاطر بازار خوبی که برای کار دارند طرفداران بیشتری دارند.