工程

工業革命的主要驅動力蒸汽機強調了工程在現代歷史上的重要性。該梁引擎馬德里技術大學展出。

工程是使用自然科學數學工程設計過程來解決技術問題,提高效率和生產力並改善系統的實踐。現代工程包括許多子場,包括設計和改進基礎設施機械車輛電子材料能源系統。

工程學的學科包括廣泛的更專業的工程領域,每個領域都更加專注於應用數學應用科學和應用類型的特定領域。參見工程術語表

工程術語源自拉丁語Ingenium ,意思是“聰明”和Ingeniare ,意思是“欺騙,設計”。

定義

美國專業發展委員會ABET的前身ECPD)將“工程”定義為:

科學原理在設計或開發結構,機器,設備或製造過程中的創造性應用,或者是通過單獨或結合使用它們的作品;或以完全認識其設計來構建或操作;或在特定的操作條件下預測其行為;所有這些都尊重預期的功能,對生活和財產的經濟經濟學以及安全性。

歷史

Lille城堡的救濟地圖,由他年齡的最重要的軍事工程師Vauban於1668年設計

自遠古時代以來,工程學就已經存在,當時人類設計了楔子,槓桿,輪子和皮帶輪等發明。

工程學一詞源自“工程師”一詞,該一詞本身可以追溯到14世紀,當時發動機(實際上是構建或操作攻城引擎的發動機)稱為“軍事發動機的構造函數”。在這種情況下,現在過時的是一種“引擎”,稱為軍事機器,戰爭中使用的機械置換(例如,彈射器)。今天倖存下來的過時用法的著名例子是軍事工程團,例如美國陸軍工程兵團

“引擎”本身甚至是較舊的起源最終源自拉丁語Ingeniumc。1250 ),意思是“先天品質,尤其是心理力量,因此是聰明的發明”。

後來,隨著橋樑和建築物等平民建築物的設計成熟為技術紀律,土木工程一詞進入了詞典,以區分專門用於建設此類非陸軍項目的人和參與該項目的項目。軍事工程學科。

古代

古羅馬人建造了渡槽,為帝國的城市和城鎮帶來了穩定的清潔和淡水。

The pyramids in ancient Egypt , ziggurats of Mesopotamia , the Acropolis and Parthenon in Greece, the Roman aqueducts , Via Appia and Colosseum, Teotihuacán , and the Brihadeeswarar Temple of Thanjavur , among many others, stand as a testament to the ingenuity and skill of ancient民事和軍事工程師。其他不再站立的古蹟,例如巴比倫的懸掛花園亞歷山大的法國,是他們時代的重要工程成就,被認為是古代世界的七個奇蹟

六台經典的簡單機器古代近東聞名。自史前時代以來,楔形平面傾斜平面(坡道)是已知的。公元前5千年期間,在美索不達米亞(現代伊拉克)發明了輪子和車輪機構。槓桿機制首先出現在5,000年前的近東大約出現,該機制以簡單的平衡量表使用,並在古埃及技術中移動大物體。槓桿也用於散熱裝置,即第一起重機機器,該機器出現在美索不達米亞c中。公元前3000 ,然後是古埃及技術c。公元前2000年皮帶輪的最早證據可以追溯到公元前第二個千年的美索不達米亞,而在第十二王朝(1991 - 1802年公元前)的古埃及螺釘是要發明的最後一個簡單的機器,首先在新聞時期(911–609)公元前出現在美索不達米亞。埃及金字塔是使用六台簡單的機器中的三台建造的,即傾斜的平面,楔形物和槓桿,以創建諸如Great Giza金字塔之類的結構。

最早以名字聞名的土木工程師是Imhotep 。作為法老王Djosèr的官員之一,他可能設計並監督了埃及Saqqara的Djoser階躍金字塔)的金字塔的建設,左右是公元前2630 - 2611年左右。到公元前4世紀初,最早的水輪水車最早的水輪和水車最早出現在伊拉克和伊朗的波斯帝國

庫什(Kush)在公元前4世紀開發了薩基亞(Sakia) ,該薩基亞(Sakia)依靠動物力量而不是人類能量。 Hafirs是在庫什開發的一種水庫,以存放和含水以及增強灌溉。在軍事運動期間,僱用sappers來建造堤道。庫什特祖先在公元前3700年至3250年之間建造了Speos 。公元前7世紀,庫什(Kush)也創建了燈罩爆炸爐

古希臘在平民和軍事領域開發了機器。 Antikythera機制是一種早期已知的機械模擬計算機Archimedes的機械發明,是希臘機械工程的示例。 Archimedes的某些發明以及Antikythera機制需要對差速器epicyclic齒輪的複雜知識,這是機器理論中的兩個關鍵原理,這些原理幫助設計了工業革命的齒輪,並且在機器人技術和諸如機器人技術和領域中廣泛使用汽車工程

古代中國,希臘,羅馬和匈奴軍隊採用了軍事機器和發明,例如砲兵,這是由公元前4世紀左右的希臘人開發的, TriremeBallista和The Catapult 。在中世紀,開發了Trebuchet

中世紀

最早的實用風能機器是風車和風,最早在伊斯蘭黃金時代首次出現在穆斯林世界中,現在是伊朗,阿富汗和巴基斯坦的公元9世紀。最早的實用蒸汽動力機器是由蒸汽渦輪機驅動的蒸汽千斤頂,該蒸汽渦輪機在1551年由奧斯曼埃及Taqi al-Din Muhammad Ibn Ma'ruf在1551年描述。

棉花杜松子酒是印度公元6世紀在印度發明的,到11世紀初,旋轉輪是在伊斯蘭世界發明的,這兩者都是棉花工業的增長的基礎。旋轉輪也是旋轉珍妮的先驅,這是18世紀早期工業革命期間的關鍵發展。

最早的可編程機器是在穆斯林世界中開發的。音樂音序器是一種可編程的樂器,是最早的可編程機器。第一個音樂音序器是由Banu Musa Brothers發明的自動長笛演奏者,在9世紀的巧妙設備書中描述了。 1206年,Al-Jazari發明了可編程的自動機/機器人。他描述了四位自動機音樂家,包括由可編程鼓機操作的鼓手,可以在其中演奏不同的節奏和不同的鼓圖案。

加利福尼亞礦山的水力提升器。 1556年

在開發現代工程之前,工匠和工匠使用了數學,例如MillwrightsClockmaker ,儀器製造商和測量師。除了這些職業外,大學還沒有對技術具有很大的實踐意義。

在文藝復興時期的機械藝術狀態的標準參考文獻是在礦業工程論文De Re Metallica (1556)中給出的,該論文還包含有關地質,採礦和化學的部分。 De Re Metallica是未來180年的標準化學參考。

現代

蒸汽機的應用允許可樂代替鐵生產木炭,從而降低了鐵的成本,從而為工程師提供了一種用於建築橋樑的新材料。這座橋是由鑄鐵製成的,鑄鐵很快被較不脆的鍛鐵作為結構材料所取代。

古典力學的科學有時被稱為牛頓力學,構成了現代工程的科學基礎。隨著18世紀工程專業的興起,該術語變得更加狹窄地應用於將數學和科學應用於這些目的的領域。同樣,除了軍事和土木工程外,當時被稱為機械藝術的田地還納入了工程中。

在工業革命的早期階段,運河建設是一項重要的工程工作。

約翰·史密頓(John Smeaton)是第一位自稱為土木工程師,經常被視為土木工程的“父親”。他是一位負責設計橋樑,運河,港口和燈塔的英國土木工程師。他還是一位能幹的機械工程師,也是一位傑出的物理學家。 Smeaton使用模型水輪進行了七年的實驗,確定了提高效率的方法。 Smeaton將鐵軸和齒輪引入了水輪。 Smeaton還對Newcomen蒸汽機進行了機械改進。 Smeaton設計了第三座Eddystone燈塔(1755-59),在那裡他開創了“液壓石灰”的使用(一種將在水下設置的砂漿形式),並開發了一種涉及在燈塔建築中的花崗岩塊的技術。他在現代水泥的歷史,重新發現和發展中很重要,因為他確定了在石灰中獲得“水力”所需的組成要求;最終導致波特蘭水泥發明的工作。

應用科學導致了蒸汽機的開發。事件的序列始於晴雨表的發明和1643年的福音傳教士·托里切利( Evangelista Torricelli)對大氣壓力的測量,證明了奧托·馮·吉里克( Otto von Guericke)在1656年使用Magdeburg Hemispheres Otto von Guericke的大氣壓力,這是Denis Papin的實驗室實驗,他建立了實驗性實驗模型蒸汽機並證明了他在1707年出版的活塞的使用。伍斯特第二侯爵的愛德華·薩默塞特(Edward Somerset)出版了一本書,上面有100本發明的書,其中包含一種類似於咖啡滲透劑的水的方法。塞繆爾·莫蘭德(Samuel Morland)是一位數學家和發明家,他在泵中工作,他在沃克斯豪爾(Vauxhall)條例辦公室留下了托馬斯·薩弗里(Thomas Savery)讀的蒸汽泵設計。 1698年,薩弗里(Savery)建造了一個名為“礦工朋友”的蒸汽泵。它同時採用了真空和壓力。鐵商人托馬斯·紐科森(Thomas Newcomen)於1712年建造了第一台商業活塞蒸汽發動機,但尚不接受任何科學培訓。

噴氣客機

蒸汽動力的鑄鐵吹製氣缸在為爆炸爐提供加壓空氣中的應用導致18世紀後期的鐵生產大幅增加。較高的熔爐溫度使蒸汽動力的爆炸使得在爆炸爐中使用更多石灰,從而使從木炭到可樂的過渡。這些創新降低了鐵的成本,使馬鐵路和鐵橋實用。亨利·科特( Henry Cort)在1784年獲得專利的水坑過程生產了大量的鍛鐵。詹姆斯·博蒙特·尼爾森(James Beaumont Neilson)在1828年獲得專利的熱爆炸,大大降低了熔化鐵所需的燃料量。隨著高壓蒸汽機的開發,蒸汽機的重量比使實用的汽船和機車成為可能。新的鋼製製造工藝,例如Bessemer工藝和開放式爐膛爐,在19世紀後期迎來了重型工程區域。

19世紀中葉最著名的工程師之一是Isambard王國Brunel ,他建造了鐵路,船塢和輪船。

近海平台,墨西哥灣

工業革命創造了對金屬零件的機械需求,從而開發了幾種機床。直到約翰·威爾金森(John Wilkinson)發明了他的無聊機器,這被認為是第一個機床,才無法精確地精確。其他機床包括螺絲車床銑床砲塔車床金屬刨床。精確加工技術是在19世紀上半葉開發的。其中包括使用演出來指導工作中的加工工具和固定裝置,以使工作處於適當的位置。能夠生產可互換零件的機床和加工技術在19世紀後期導致大規模工廠生產

1850年的美國人口普查首次列出了“工程師”的佔領,計數為2,000。 1865年之前,美國的工程畢業生少於50名。 。

直到1875年,劍橋才有應用機制和應用機制主席,直到1907年才在牛津大學的工程主席。德國早些時候就建立了技術大學。

1800年代電氣工程的基礎包括Alessandro VoltaMichael FaradayGeorg Ohm等的實驗以及1816年的電報發明以及1872電動機。 19世紀後期,海因里希·赫茲(Heinrich Hertz)產生了電子產品領域。真空管晶體管的後來發明進一步加速了電子設備的發展,以至於當前電氣和電子工程師目前人數超過了其他任何工程專業的同事。化學工程於19世紀後期發展。工業規模的製造需要新的材料和新工藝,到1880年,化學物質的大規模生產的需求使得創建了一個新的行業,專門致力於新工廠中化學品的開發和大規模製造。化學工程師的作用是這些化學植物和過程的設計。

法國Pyrénées-orientales的Odeillo的太陽能爐可以達到高達3,500°C(6,330°F)的溫度。

航空工程涉及飛機設計過程設計,而航空工程工程是一個更現代的術語,可以通過包括航天器設計來擴大學科的範圍。它的起源可以追溯到20世紀初,儘管喬治·凱利爵士的作品最近被定為18世紀的最後十年。對航空工程的早期知識在很大程度上是經驗的,其中一些概念和技能從其他工程分支中進口。

1863年,美國授予的第一家工程學博士學位(從技術上講,應用科學和工程學)授予耶魯大學約西亞·威拉德·吉布斯;這也是美國科學授予的第二家博士學位

賴特兄弟(Wright Brothers)成功飛行僅十年後,通過開發在第一次世界大戰中使用的軍用飛機的發展,航空工程廣泛發展。同時,通過將理論物理學與實驗相結合,提供提供基本背景科學的研究繼續進行。

工程的主要分支

胡佛水壩

工程學是一門廣泛的學科,通常被分為幾個子學科。儘管工程師通常會接受特定學科的培訓,但他或她可能會通過經驗來跨學科。工程通常的特徵是具有四個主要分支:化學工程,土木工程,電氣工程和機械工程。

化學工程

化學工程是物理,化學,生物學和工程原理的應用,以便在商業規模上進行化學過程,例如商品化學品的生產,特種化學品石油煉油微型製造發酵生物分子生產

土木工程

土木工程是公共和私人工程的設計和建設,例如基礎設施(機場,道路,鐵路,供水和處理等),橋樑,隧道,大壩和建築物。傳統上,土木工程被分為許多子學科,包括結構工程環境工程測量。傳統上,它與軍事工程是分開的。

電氣工程

電動馬達

電氣工程各種電氣電子系統設計研究製造儀器控制系統電子設備

機械工業

機械工程物理機械系統設計製造,渦輪機,音頻設備和機電器

生物工程

生物工程是生物系統的工程,出於有用的目的。生物工程研究的實例包括設計用於生產化學物質的細菌,新的醫學成像技術,便攜式和快速疾病診斷設備,假肢,生物製藥和組織工具的器官。

跨學科工程

跨學科的工程從多個實踐的主要分支之一中汲取靈感。從歷史上看,海軍工程採礦工程是主要分支機構。 Other engineering fields are manufacturing engineering , acoustical engineering , corrosion engineering , instrumentation and control , aerospace , automotive , computer , electronic , information engineering , petroleum , environmental , systems , audio , software , architectural , agricultural , biosystems , biomedical , geological , textile ,工業材料核工程。這些工程的這些和其他分支在英國工程委員會的36個許可會員機構中代表。

新的專業有時會與傳統領域結合在一起,並形成新的分支機構 - 例如,地球系統工程和管理涉及各種各樣的主題領域,包括工程研究環境科學工程倫理工程學哲學

工程的其他分支

航空工程

帶有太陽能電池板的洞察著陸器部署在潔淨室裡

航空航天工程涵蓋了飛機衛星火箭的設計,開發,製造和操作行為。

海洋工程

海洋工程涵蓋了船隻和固定結構(例如油平台港口)的設計,開發,製造和操作行為。

計算機工程

計算機工程(CE)是工程的一個分支,它集成了開發計算機硬件軟件所需的計算機科學和電子工程領域。計算機工程師通常接受電子工程(或電氣工程),軟件設計和硬件軟件集成的培訓,而不僅僅是軟件工程或電子工程。

地質工程

地質工程與地球上或內部建造的任何物品有關。該學科應用地質科學和工程原則來指導或支持其他學科的工作,例如土木工程環境工程採礦工程。地質工程師參與影響地表和地下環境的設施和操作的影響研究,例如岩石發掘(例如隧道),建築基金會的合併,坡度和填充穩定,滑坡風險評估,地下水監測,地下水修復,採礦挖掘和採礦挖掘,採礦開挖以及自然資源探索。

實踐

一個練習工程的人稱為工程師,而那些獲得許可的人可能具有更正式的名稱,例如專業工程師特許工程師Incorporated工程師Ingenieur歐洲工程師指定的工程代表

方法

渦輪機的設計需要許多領域的工程師協作,因為該系統涉及機械,電磁和化學過程。葉片轉子和定子以及蒸汽循環都需要仔細設計和優化。

工程設計過程中,工程師採用數學和科學(例如物理學)來找到問題的新解決方案或改善現有解決方案。工程師需要對其設計項目的相關科學知識。結果,許多工程師在整個職業生涯中繼續學習新材料。

如果存在多種解決方案,則工程師會根據其優點權衡每個設計選擇,並選擇最適合要求的解決方案。工程師的任務是識別,理解和解釋設計上的約束,以取得成功的結果。通常不足以構建技術成功的產品,而是必須滿足進一步的要求。

限制可能包括可用的資源,物理,想像力或技術限制,對未來修改和添加的靈活性以及其他因素,例如成本,安全性,可靠性,生產率和可維修性的要求。通過了解約束,工程師得出了可以生成和操作可行對像或系統的限制的規範

解決問題

蒸汽機車的圖紙。工程應用於設計,重點是數學和科學的功能和利用。

工程師利用他們對科學數學邏輯經濟學以及適當的經驗隱性知識的知識來找到適合特定問題的解決方案。創建問題的適當數學模型通常可以使他們能夠(有時是確定的)分析它,並測試潛在的解決方案。

通常存在多種設計問題的解決方案,因此必須在選擇最合適的選擇之前對其優點進行不同的設計選擇Genrich Altshuller在收集了大量專利的統計數據之後,建議妥協是“低級”工程設計的核心,而在較高層面上,最佳設計是消除導致問題的核心矛盾的設計。

工程師通常會嘗試預測其設計在全面生產之前的性能如何。他們使用,除其他外:原型比例模型模擬破壞性測試非破壞性測試應力測試。測試可確保產品能夠按預期執行,但只有在測試代表使用中的測試方面才能執行。對於飛機等產品而言,在產品的整個運營壽命中,可以期望不同用戶失敗和意外的缺點(以及必要的設計更改)使用不同的產品。

工程師負責生產將表現出色和預期的設計,除了在軍備業特定領域使用的設計不會傷害人們。工程師通常在設計中包括一個安全係數,以降低意外故障的風險。

失敗產品的研究稱為法醫工程。它試圖確定未能重新設計產品的原因,從而防止重新出現。需要仔細的分析來確定產品失敗的原因。失敗的後果可能因機器崩潰的較小成本到涉及飛機和大型固定結構(如建築物和大壩)的事故而有所不同。

計算機使用

在重新進入時,對航天飛機軌道圍繞高速氣流的計算機模擬。流動的溶液需要對流體流熱方程的組合作用進行建模

與所有現代科學和技術努力一樣,計算機和軟件也起著越來越重要的作用。除典型的業務應用程序軟件外,還有許多專門用於工程的計算機輔助應用程序(計算機輔助技術)。計算機可用於生成基本物理過程的模型,可以使用數值方法來解決。

www的微小分數的圖形表示,展示了超鏈接

該行業中使用最廣泛的設計工具之一是計算機輔助設計(CAD)軟件。它使工程師能夠創建其設計的3D型號,2D圖和示意圖。 CAD與數字模型(DMU)和CAE軟件(例如有限元方法分析分析元素方法)允許工程師創建可以分析的設計模型,而無需製造昂貴且耗時的物理原型。

這些允許檢查產品和組件是否有缺陷;評估擬合和組裝;研究人體工程學;並分析系統的靜態和動態特性,例如應力,溫度,電磁排放,電流和電壓,數字邏輯水平,流體流和運動學。通常使用產品數據管理軟件來組織所有這些信息的訪問和分發。

還有許多工具可以支持特定的工程任務,例如計算機輔助製造(CAM)軟件來生成CNC加工說明;生產工程的製造過程管理軟件; EDA用於印刷電路板(PCB)和電子工程師的電路示意圖;維護管理的MRO申請;以及土木工程的建築,工程和建築(AEC)軟件。

近年來,使用計算機軟件來協助商品開發已被稱為產品生命週期管理(PLM)。

社會背景

機器人Kismet可以產生一系列面部表情。

工程專業從社會層面的協作到較小的個人項目,從事一系列活動。幾乎所有工程項目都必須授予資金來源:一家公司,一組投資者或政府。通過這種資金來源限制的工程類型是無償開放設計的工程。

工程與社會,文化和人類行為有互連。現代社會使用的大多數產品和結構都受工程學的影響。工程活動對環境,社會和經濟有影響,它們負責公共安全。

工程項目可能引起爭議。來自不同工程學科的例子包括:核武器的發展,三峽谷大壩運動多功能車的設計和使用以及提取石油。作為回應,一些工程公司製定了嚴肅的公司和社會責任政策。

工程是創新和人類發展的主要驅動力。特別是撒哈拉以南非洲的工程能力很小,這導致許多非洲國家無法在沒有外部援助的情況下發展重要的基礎設施。實現許多千年發展目標需要實現足夠的工程能力來發展基礎設施和可持續的技術發展。

雷達, GPSLIDAR等都是合併的,以提供適當的導航和避免障礙物(為2007年DARPA城市挑戰開發的車輛)。

海外的發展和救濟非政府組織大量使用工程師,以在災難和發展方案中應用解決方案。一些慈善組織將工程直接用於開發:

與退休人員相比,較高發達經濟體的工程公司在接受培訓的工程師數量方面面臨著挑戰。在英國,工程學的圖像差和狀態較低,這個問題很明顯。這可能導致負面的經濟和政治問題以及道德問題。同意工程專業面臨“圖像危機”。與其他歐洲國家相比,英國擁有最多的工程公司,以及美國。

道德準則

許多工程社會已經建立了實踐守則和道德規範,以指導成員並通知公眾。 《國家專業工程師協會道德守則》國家:

工程是一項重要的專業。作為該行業的成員,預計工程師將表現出最高的誠實和正直標準。工程對所有人的生活質量都有直接和至關重要的影響。因此,工程師提供的服務需要誠實,公正,公平和公平性,必須專門用於保護公共衛生,安全和福利。工程師必須在專業行為的標準下執行,這需要遵守道德行為的最高原則。

在加拿大,工程師戴鐵環作為像徵,並提醒與職業相關的義務和道德。

與其他學科的關係

科學

科學家們研究世界;工程師創造了從未有過的世界。

國家點火設施(NIF)目標室內的目標定位器工作的工程師,科學家和技術人員

科學與工程實踐之間存在重疊;在工程學中,人們應用了科學。努力的兩個領域都依賴於對材料和現象的準確觀察。都使用數學和分類標準來分析和交流觀察結果。

科學家可能還必須完成工程任務,例如設計實驗設備或建造原型。相反,在開發技術的過程中,工程師有時會發現自己在探索新現象,因此目前成為科學家或更精確的“工程科學家”。

國際空間站用於在太空中進行科學實驗。

沃爾特·文森蒂(Walter Vincenti)在書中,工程師的了解以及他們如何知道,工程研究的特徵與科學研究的特徵不同。首先,它通常處理基本物理化學的理解的領域,但是問題本身太複雜了,無法確切地解決。

與任何科學領域相似的工程和物理學之間存在“真實和重要”的差異。物理學是一門探索性科學,在工程學使用知識來實踐原理應用方面尋求知識。前者等同於對數學原理的理解,而後者衡量涉及的變量並創建技術。對於技術而言,物理學是一種輔助,以技術被視為應用物理學。儘管物理和工程是相互關聯的,但這並不意味著物理學家接受了工程師的工作培訓。物理學家通常需要其他相關的培訓。物理學家和工程師從事不同的工作。但是,專門從事工程物理應用物理領域的博士學位物理學家的標題為技術官,研發工程師和系統工程師。

一個例子是使用與Navier -Stokes方程的數值近似值來描述飛機上的空氣動力學流,或使用有限元方法來計算複雜組件中的應力。其次,工程研究採用了許多半經驗方法,這些方法對純科學研究而言是陌生的,一個例子是參數變化的方法。

如Fung等人所述。在對固體力學經典工程文本基礎的修訂中:

工程與科學完全不同。科學家試圖理解自然。工程師試圖使自然界中不存在的事物。工程師強調創新和發明。要體現一項發明,工程師必須以具體的術語來提出自己的想法,並設計人們可以使用的東西。某些東西可以是一個複雜的系統,設備,小工具,材料,方法,計算程序,創新實驗,解決問題的新解決方案或對已經存在的事物的改進。由於設計必須是現實且功能性的,因此它必須具有定義的幾何形狀,維度和特徵數據。過去,從事新設計的工程師發現,他們沒有所有必需的信息來做出設計決策。大多數情況下,它們受到科學知識不足的限制。因此,他們研究了數學物理化學生物學力學。通常,他們必須加入與職業相關的科學。因此,工程科學誕生了。

儘管工程解決方案利用了科學原則,但工程師還必須考慮安全,效率,經濟,可靠性,可靠性以及易於製造的可靠性以及環境,道德和法律考慮因素,例如專利侵權或失敗的責任解決方案。

醫學與生物學

3特斯拉臨床MRI掃描儀

對人體的研究,儘管是從不同的方向和不同目的的,是醫學與某些工程學科之間的重要共同聯繫。醫學旨在通過使用技術來維持,修復,增強甚至取代人體的功能。

表達綠色熒光蛋白的基因工程小鼠,在藍光下發光綠色。中央小鼠是野生型

現代醫學可以通過使用人造器官來代替人體的幾種功能,並且可以通過人工設備(例如腦植入物起搏器)來重大改變人體的功能。仿生學和醫學仿生學領域致力於研究與自然系統有關的合成植入物。

相反,一些工程學科將人體視為值得研究的生物機器,並致力於通過用技術替換生物學來模仿其許多功能。這導致了人工智能神經網絡模糊邏輯機器人技術等領域。工程和醫學之間也存在實質性的跨學科互動。

這兩個領域都為現實世界問題提供了解決方案。這通常需要在更嚴格的科學意義完全理解現象之前向前邁進,因此實驗和經驗知識是兩者不可或缺的一部分。

醫學部分研究人體的功能。作為生物機器的人體具有許多功能,可以使用工程方法進行建模。

例如,心臟的功能就像泵一樣,骨架就像與槓桿的連接結構一樣,大腦產生電信號等。這些相似性以及工程學原理在醫學中的重要性和應用的日益增加,導致了現場的發展生物醫學工程,使用兩個學科中發展的概念。

新興的科學分支,例如系統生物學,正在調整傳統上用於工程的分析工具,例如係統建模和計算分析,以描述生物系統的描述。

藝術

萊昂納多·達·芬奇(Leonardo da Vinci)在自畫像中看到,被描述為藝術家/工程師的縮影。他還以人類解剖學生理學的研究而聞名。

工程和藝術之間存在聯繫,例如建築景觀建築工業設計(甚至在某種程度上,這些學科有時可能包括在大學的工程學院中)。

例如,芝加哥藝術學院舉行了有關NASA航空航天設計藝術的展覽。羅伯特·邁拉特(Robert Maillart)的橋樑設計被某些人認為是故意藝術的。在南佛羅里達大學,工程學教授通過與國家科學基金會的一筆贈款開發了一門將藝術與工程聯繫起來的課程。

在著名的歷史人物中,萊昂​​納多·達·芬奇(Leonardo da Vinci)是一位著名的文藝復興時期藝術家和工程師,也是藝術與工程學之間聯繫的典型例子。

商業

商業工程涉及專業工程,IT系統,企業管理和變更管理之間的關係。工程管理或“管理工程”是與工程實踐或工程行業有關的專業管理領域。對以管理為重點的工程師的需求(或從相反的角度來看,對工程學的經理)導致了專業工程管理學位的發展,從而發展了這些角色所需的知識和技能。在工程管理課程中,學生將發展工業工程技能,知識和專業知識,並了解工商管理,管理技術和戰略思維的知識。專門從事變革管理的工程師必須對工業和組織心理學原理和方法的應用有深入的了解。專業工程師經常在非常專業的管理諮詢領域的認證管理顧問中培訓,該領域應用於工程實踐或工程領域。這項工作通常涉及航空航天和國防,汽車,石油和天然氣,機械,藥品,食品和飲料,電氣和電子,電氣和電子產品,發電機和發電,公用事業和運輸系統的大規模複雜業務轉型業務流程管理計劃。技術工程實踐,管理諮詢實踐,行業知識和變更管理專業知識的這種結合使專業工程師也有資格作為管理顧問,可以領導主要的業務轉型計劃。這些舉措通常由C級高管贊助。

其他字段

政治學上,工程學一詞是為了研究社會工程政治工程學的學科,該研究涉及使用工程學方法與政治學原則相結合的政治社會結構營銷工程金融工程同樣借用了該術語。

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