هندسة
الهندسة engineering، تعني تطبيق الفهم لتوفير الحاجات الإنسانية. وذلك من خلال تطبيق العلوم النظرية والتطبيقية مثل الفيزياء،الكيمياء،الرياضيات، والأحياء. وذلك من خلال الدراسة والتصميم، ولا يشترط على المهندس بأنقد يكون قادراً على تطبيق العمل المصمم بنفسه لوجود الفنيون والفني هوالمنوط بتطبيق العمل المصمم من قبل المهندس. الممارسون المحترفون للهندسة يدعون مهندسون.
ويتضمن حقل الهندسة نوعيات كثيرة من الأنشطة. فمثلاً، تتراوح المشروعات الهندسية بين تشييد سدود ضخمة، وتصميم دوائر إلكترونية متناهية الصغر. وقد يساعد المهندسون في إنتاج الصواريخ الموجهة، أوالروبوتات الصناعية أوالأطراف الصناعية للمعوقين جسمانيًا. كما ينتجون معدات فهمية معقدة لاكتشاف المجرات في الفضاء وأعماق المحيطات. ويصمم المهندسون أيضًا أنظمة القدرة الكهربائية والإمدادات بالمياه، ويُجرون البحث لتحسين السيارات، وأجهزة التلفاز، وغيرها من السلع الاستهلاكية. وقد يعملون لخفض تلوث البيئة، ولزيادة الإمدادات العالمية بالغذاء، ولجعل وسائل النقل أسرع وأكثر أمنًا.
في الأزمنة القديمة، لم يكن هناك أي تعليم هندسي رسمي. فقد بنى المهندسون الأوائل المنشآت وأنتجوا العُدَد عن طريق التجربة والخطأ. أما اليوم، فتُعدّ المعاهد التدريبية المتخصصة للمهندسين للعمل في فرع أومجال هندسي معين، كما حتى قياسات الجودة والأداء ترشدهم في مجال العمل.
التاريخ
لا تعهد بالتحديد البدايات الأولى للهندسة؛ ولكن تُبيِّن سجلات قدماء المصريين والبابليين أنهم كانوا على دراية ببعض مبادئها قبل 5000 عام، وانصب اهتمام البابليين - مثلهم في ذلك مثل المصريين - على التطبيقات العملية للهندسة. والهندسة منذ القديم وفي جميع مكان تأخذ صيغة أشكال أونظريات.
إن الفهم المصري القديم هوتقنية، وليس شيئاً آخر، يمكن معهدتها من بردية رايند على الرغم من حتى الهندسة لا تتجاوز فيها الفترة العملية، ومن المعلوم حتى الأعمال المعمارية والهندسية المصرية تتضمن قدراً كبيراً من الفهم بالحساب والهندسة، فالأهرامات - على سبيل المثال - ذات وجوه مثلثة، وهرم خوفوCheops ذوالأبعاد الكاملة يبلغ ارتفاعه نحو140 متراً فوق الأرض. وقد عهد المصريون القدماء مساحة المثلث وحجم هرم مقطوع الرأس (جذع الهرم)، وسُمّي المساحون المصريون بالحكماء لأنه لم يتفوق عليهم أحد في عصرهم، وتمكنوا من رسم زوايا قائمة باستعمال حبال مقسمة بوساطة عقد بنسب 3، 4، 5.
اهتم البابليون اهتماماً أساسياً بالمسائل الهندسية العملية والتطبيقية؛ وليس بالمسائل النظرية فقط، وحسبوا مساحة السطوح مثل المستطيل والمثلث المتساوي الساقين والمثلث القائم الزاوية ومتوازي المستطيلات كما أنهم حسبوا ميول السدود وثخنها والقوة المؤثرة فيها، وبيَّنوا كيفية بناء الهيكل والأحواض والقنوات، وأعطوا تقريباً لنسبة محيط الدائرة إلى قطرها، وعهدوا نظرية فيثاغورث، وأدركوا حتى الزاوية المرسومة في نصف الدائرة هي زاوية قائمة، كما قاسوا حجم متوازي المستطيلات القائم وحجم الأسطوانة القائمة وحجم المخروط المقطوع (جذع المخروط) وحجم الهرم الرباعي المقطوع (جذع الهرم).
إن إقليدس Euclid (ت.365-300ق.م.) وهوعالم الرياضيات الإغريقي الذي يرتبط اسمه أكثر من غيره بالهندسة. وقد قدم في القرن الرابع قبل الميلاد - في كتابه «الأصول» - النموذج التقليدي للهندسة بإثبات مئات النظريات، وبقي كتابه هذا الذي عمّت شهرته أنحاء العالم المرجع الأساسي والكتاب المدرسي الرسمي في دول كثيرة ولقرون عديدة. وقد جُمِعَ كتابه «الأصول» - على الأغلب - عام 325 ق.م. ويُعالج «الأصول» فهم رياضيات ذلك العصر والعصور السابقة، وهويقع في ثلاثة عشر كتاباً: الخط الستة الأولى تبحث في الهندسة المستوية، والكتاب السابع عن قابلية القسمة والأعداد الأولية، والكتاب الثامن عن تربيع الأعداد وتكعيبها والمتواليات الهندسية، والكتاب التاسع عن نظريات ومنطقات تتناول الأعداد الفردية والزوجية، والكتاب العاشر وهوأبرز ما خطه إقليدس عن خواص الأعداد الصماء (الأعداد التي لا يمكن التعبير عنها بالأعداد العادية؛ أي بالعبارة حيث a وb أعداد سليمة)، والكتاب الحادي عشر يشبه كثيراً الكتابين الأول والسادس مع امتداده إلى البعد الثالث، والكتاب الثاني عشر يستخدم طريقة الاستنفاد في قياس الدوائر والكرات والأهرام، والكتاب الثالث عشر يعالج المجسمات المنتظمة. وأضيف إلى «الأصول» فيما بعد كتابان آخران يعالجان المجسمات المنتظمة، وهما الكتابان الرابع عشر والخامس عشر، وقد أعيد طبعهما عدة مرات.
إن اختيار إقليدس للمُسلَّمة (للمُصادَرَة) الخامسة يعد من أعظم ما أنتجه، وكان لها الفضل في تخليد اسم إقليدس، ونصها كما يأتي: «إذا بتر مستقيم مستقيمين، وكان مجموع الزاويتين الداخليتين في الجانب ذاته أقل من قائمتين، فإذا أعطى المستقيمان من دون حد، فإنهما سيلتقيان في الجانب ذاته الذي تكون فيه الزاويتان أقل من قائمتين». وقد نجح بعض الفهماء بإدخال تعديلات أوبدائل للمسلمة الخامسة؛ ولكن كلها على حساب إدخال مسلمة أخرى بطريقة سليمة أوضمنية تعادلها. ومحاولات الفهماء العرب البرهنة على نظرية التوازي بالاعتماد على المسلمة الخامسة من أصول إقليدس أومن دونها أدت إلى ظهور علوم الهندسة اللاإقليدية[ر]، منها الهندسة الزائدية التي تنص على أنه «من نقطة لا تقع على مستقيم معلوم يمكن رسم أكثر من مستقيم يمر بتلك النقطة ويوازي المستقيم المعلوم». وتسمى الهندسة الزائدية أيضاً بهندسة لوباتشيفسكي N.I.Lobachevsky، ويوجد أيضاً الهندسة الناقصية التي تستبدل فيها مصادرة التوازي بالمصادرة الآتية: من نقطة لا تقع على مستقيم معلوم لا يمكن رسم مستقيم لا يبتر المستقيم المعلوم؛ أي إذا المستقيمات المتوازية لا وجود لها في الهندسة الناقصية. وترجمت الأصول من اليونانية إلى السريانية، وترجمها الحجاج بن يوسف أول مرّة من السريانية إلى العربية في النصف الأول من القرن التاسع، وقد أعد الترجمة مرتين إحداهما للخليفة هارون الرشيد (786-809م)، وعهدت بالترجمة الهارونية، ثم راجع الحجاج الترجمة للخليفة المأمون (813-833م)، وعهدت بالترجمة المأمونية. ومن المحتمل حتى الكِنْدي هوأول فيلسوف عربي اهتم بإقليدس. وفي الفترة من القرن التاسع حتى القرن الحادي عشر (أي نحو250 سنة) أخذ عُلماء الرياضيات العرب منحى إقليدس في مجال الجبر والأعداد فضلاً عن الهندسة، فنشروا له ترجمات وتعليقات كثيرة، كما تطرق جميع من الماهاني والنيريزي وثابت بن قرة وإسحاق بن حنين وقسطا بن لوقا إلى ترجمة أجزاء من «أصول» إقليدس إلى العربية ومناقشتها في القرن التاسع للميلاد. وفي القرن العاشر ترجم أبوعثمان سعيد بن يعقوب الدمشقي المجلد العاشر، وقد فُقِدت النسخة اليونانية. وينطق: إذا أبا الوفاء البوذجاني خط تعليقاً على الأصول، ولكنه فُقد أيضاً. عهدت الهندسة العملية قديماً، وكان الخليفة عمر بن الخطاب قد أمر ببناء عواصم جديدة في الأنطقيم المفتوحة حسب خطط معيّنة، مثل الكوفة في العراق والفسطاط في مصر، كما أمر بمسح أراضي السوداء في العراق وغيرها، كما عُرفت أيضاً هندسة الزخرفة.
وكان لفهم الهندسة عند العرب أصول وتطبيقات في حياة الناس ولكن عند الحديث عن الهندسة تبرز البنية الرياضية من تعاريف وبديهيات ومصادرات أومسلمات وما ينتج منها من نظريات أوأشكال ومبرهنات، ومن الفهماء العرب الذين اهتموا بالهندسة يذكر سهل بن رستم القوهي الذي عاش في القرن الرابع الهجري/العاشر الميلادي، وهوعالم في الهندسة، واهتم بالرياضيات، وعلى نحوخاص بالهندسة؛ إذ إذا أربعاً وعشرين من مؤلفاته التي بلغت الاثنين والثلاثين هي في الهندسة. وأبوسعيد أحمد بن محمد بن عبد الجليل السجزي (340-415هجرية) له اهتمامات هندسية. وخط السجزي ما يزيد على ثلاثين رسالة قصيرة في الرياضيات، ومعظمها في الهندسة. وللخَيّام رسالة مهمة في الهندسة بعنوان «رسالة فيما أشكل من مصادرات كتاب إقليدس» وفيها محاولة البرهان على المصادرة الخامسة لإقليدس، وللطوسي أكثر من مئة وخمسة وأربعين مؤلفاً في الرياضيات والفلك والطبيعيات، وكثير من خطه في الهندسة. وللكاشي غياث الدين جمشيد بن مسعود إسهامات في الهندسة منها «رسالة في الهندسة». وعموماً اهتم العرب بكتاب «الأصول» لإقليدس كما ترجموا، ودرسوا «الأشكال الكروية» لمينلاوس، و«خواص المثلثات القائمة» لأرخميدس، و«الدوائر المتماسة والمخروطيات» بمنطقاته الثماني لأبولونيوس Apollonios، وعهدوا كتاب «الأُكُر» لثيودوروس Theodoros و«الكرة المتحركة» لأوطولوقوس و«شرح الموضوعة الأولى» من كتاب أرخميدس في الكرة والأسطوانة وكتاب «المأخوذات» لأرخميدس و«المعطيات» لإقليدس. وألَّف الفهماء العرب خطاً ورسائل مستقلة في المربع والمستطيل وعمل السطوح واستخراج الضلع من شكل منتظم في دائرة والكرة ومساحتها وحجمها ومركزها وقسمة الزاوية إلى ثلاثة أقسام متساوية ومساحة الحلقة، كما اهتم الفهماء العرب بالقاعدة التي تحسب بها مساحة مثلث بالاعتماد على فهم أطوال أضلاعه، وتعهد هذه المعادلة بمعادلة هيرون. واهتم العرب بالهندسة العملية، وطبقوا مفاهيمهم الهندسية في بحوثهم، وزاد اهتمام الفهماء العرب في تطبيق الهندسة في مسائل عملية، وألَّفوا فيها الخط، ومنها «العقود والأبنية» للكرجي و«فيما يحتاج إليه الصانع من فهم الهندسة» لأبي الوفاء البوذجاني في كتابه عن «الهندسة المربع وشبه المنحرف والمثلث والدائرة وكثير الأضلاع المرسوم ضمن الدائرة».
اهتم الفهماء العرب بالمساحات والحجوم لأسباب عملية، وتوسعوا في تحديد قواعد حساب مساحة الأشكال المسطحة وحجوم بعض المجسمات، وكان التكسير يعني إيجاد المساحة. والمساحة عندهم كانت تعني الحجم، وعَرّف الفهماء العرب المساحة والحجم على أنها حاصل ضرب مقادير، وعرّفها أرخميدس على أنها نسبة إلى بعضها بعضاً، وعرّف حجم الكرة على أنه أربعة أمثال مخروط ارتفاعه نصف قطر كرة، وقاعدته دائرة عظمى فيها. كما أدخل الفهماء العرب فكرة اللامتناهي في الصغر في حساب المساحات والحجوم، واهتموا بالهندسة وحفظوها من الضياع، وبرعوا فيها وشرحوها، فعهدوا تسطيح الكرة كما اهتموا بالناحية النظرية. ويمكن إرجاع بدايات الهندسة الحديثة إلى القرن السابع عشر للميلاد حين توصل العالمان الفرنسيان رينيه ديكارت وبيير دوفيرما إلى الهندسة التحليلية، وهي طريقة لدراسة الخواص الهندسـية للأشكال باستخدام الوسائل الجبرية. وفي مطلع القرن التـاسع عشر اكتشف جميع من الألماني كارل فريدريك جاوس والمجري يانوش بولاي والروسي نيكولاي لوباتشيفسكي الهندسة اللاإقليدية، وعالج جورج فريدريك برنار ريمان Riemann الهندسة اللاإقليدية، فناقش فكرة النظر إلى الهندسة على أنها دراسات لأشياء غير معيَّنة لأيّ عدد من الأبعاد في أيّ عدد من الفضاءات. وجعلت نظرته للهندسة كدراسة عامة للفضاءات المنحنية، نظرية النسبية لأينشتاين[ر] أمراً ممكناً. وقادت الاكتشافات الرياضية في القرن التاسع عشر إلى تطوير مداخل أخرى للهندسة حتى وصلوا إلى الطبولوجيا.
العصر الحديث
المجالات الهندسية الرئيسية
طورت معظم المجالات المجالية في الهندسة منذ حوالي عام 1750م. وقبل هذا الوقت، اختصت الهندسة في معظمها بتشييد المباني أوالطرق أوالجسور أوالقنوات أوالأسلحة. وحينما اكتسب الناس فهم أكثر بالعلوم والتقنية خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر الميلاديين، بدأ المهندسون بالمجال في أنواع معينة من العمل.
وتظهر اليوم باستمرار مجالات هندسية جديدة نتيجة للطفرات الفهمية والتقنية. وفي نفس الوقت، أصبحت الحدود بين المجالات المتنوعة أقل تحديدًا. فهناك مجالات هندسية جديدة متداخلة، وغالبًا ما يعمل مهندسون من تخصصات مختلفة متعاونين معًا في المشروعات. ويناقش الجزء التالي فروع الهندسة الرئيسية، وكذلك بعضًا من المجالات المجالية الثانوية.
هندسة الفضاء الجو
تتضمن تصميم الطائرات التجارية والعسكرية وإنتاجها وصيانتها. ويؤدي مهندسوالفضاء كذلك دورًا أساسيًا في إنتاج وتجميع القذائف الموجهة وجميع طرز السفن الفضائية. ويساعد مهندسوالفضاء الجوي في بناء الأنفاق الهوائية ومعدات الاختبار الأخرى التي يستخدمونها في إجراء التجارب على السفن المقترحة، لتقدير أدائها واتزانها وطرق التحكم فيها تحت ظروف الطيران المتنوعة. وتتراوح أبحاث الفضاء الجوي بين المجهودات اللازمة لتصميم طائرة تجارية تكون أهدأ وأكثر اقتصادًا في الوقود، والبحث عن مواد جديدة يمكنها تحمل مستويات الإشعاع العالية ودرجات الحرارة القصوى للطيران في الفضاء.
ولكي يتم تصميم مركبات متينة وآمنة، يجب على مهندسي الفضاء الجوي حتى يعهدوا مبادئ الديناميكا الهوائية (دراسة القوى التي تؤثر على الأجسام نتيجة لمرور الهواء عليها)، ويطبقوها عمليًا. انظر: الديناميكا الهوائية.كما يجب حتىقد يكون لديهم فهمٌ واسعٌ عن المقاومة والليونة والخواص الأخرى للمواد التي يستخدمونها، ويجب حتىقد يكونوا قادرين على التنبؤ بكيفية التعامل مع هذه المواد أثناء الطيران. ويعمل مهندسوالفضاء الجوي بالتعاون مع المهندسين الكهربائيين في تطوير أجهزة التوجيه والملاحة والتحكم، ومع المهندسين الميكانيكيين في تصميم محركات ملائمة. وهم يساعدون كذلك المهندسين المدنيين في تصميم وتخطيط خدمات المطارات.
الهندسة الطبية الحيوية
تطبق التقنيات الهندسية على المعضلات المتعلقة بالصحة. ويطور مهندسوالطب الحيوي الوسائل المساعدة للصُّمِّ والعُمْي. كما أنهم يتعاونون مع الأطباء والجراحين لتصميم الأطراف والأعضاء الاصطناعية والوسائل والآلات الأخرى التي تساعد أوتعوض الأجزاء المريضة أوالتالفة من الجسم. كما يساعد مهندسوالطب الحيوي في إنتاج أنواع كثيرة من العُدَد الطبية، بِدءًا من أجهزة قياس ضغط الدم ومعدل النبض إلى الجراحة بالليزر، وهي أشعة مركّزة من الضوء يمكن استخدامها لإجراء عمليات حساسة ودقيقة. ويتخصص بعض مهندسي الطب الحيوي في برمجة نظم الحاسوب التي تبين صحة المريض أوتحلل مُعطيات طبية معقدة. كما يتعاون غيرهم مع معماريين وأطباء ومسقمات وغيرهم من المختصين في تصميم المستشفيات والمراكز الصحية الاجتماعية.
وعند اختيار مواد الوسائل المساعدة والأعضاء الاصطناعية، يجب حتى يفهم مهندسوالطب الحيوي الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد، وكيفية تفاعلها معًا ومع الجسم أيضًا. ويهجرز أحد المجالات الرئيسية في أبحاث الهندسة الطبية الحيوية، على تطوير مواد لايمكن للجسم حتى يطردها وتكون بمثابة أجزاء غريبة. وغالبًا ما يستخدم مهندسوالطب الحيوي في عملهم مبادئ فهم الأحياء والكيمياء والطب وكذلك الهندسة الكهربائية وهندسة المواد،والهندسة الميكانيكية.
الهندسة الكيميائية
تختص بمعالجة المواد الكيميائية والمنتجات الكيميائية بكميات تجارية كبيرة لاستخدامات الصناعة والمستهلك. ويختص المهندسون الكيميائيون بالعمليات الكيميائية التي تحول المواد الخام إلى منتجات نافعة. وهم يخططون ويصممون ويساعدون في تشييد المصانع والمعدات الكيميائية ويعملون لتطوير وسائل إنتاج فَعَّالة واقتصادية. ويعمل المهندسون الكيميائيون أيضًا في صناعات مثل صناعة أدوات الزينة والأدوية والمفرقعات والأسمدة والمنتجات الغذائية والوقود والبلاستيك والصابون.
ويجب على المهندسين الكيميائيين حتى يعهدوا كيفية تناول ونقل الكميات الكبيرة من الكيميائيات. ويجب عليهم حتى يفهموا مسائل مثل انتنطق الحرارة من مادة إلى أخرى، وامتصاص السوائل والغازات والتبخر. كما يجب عليهم حتى يتحكموا في عمليات مثل التقطير والتبلور والترشيح والخلط والتجفيف والتكسير.
يعتمد عمل المهندسين الكيميائيين بشدة على مبادئ الكيمياء والفيزياء والرياضيات. ويتشاور المهندسون الكيميائيون مع المهندسين الكهربائيين والميكانيكيين والصناعيين في تصميم المصانع والمعدات. ويعمل بعض المهندسين الكيميائيين بالتعاون مع مهندسي البيئة في البحث عن وسائل للتخلص الآمن من النفايات الخطرة الناجمة عن العمليات الكيميائية.
الهندسة المدنية
أقدم فروع الهندسة الرئيسية. وتتضمن التصميم والإشراف على تطبيق المشروعات الإنشائية الكبرى مثل الجسور والقنوات والسدود والأنفاق ونظم الإمداد بالمياه. كما يتعاون المهندسون المدنيون مع المعماريين في تصميم وتشييد جميع أنواع المباني. وتتضمن مشروعات الهندسة المدنية الأخرى المطارات والطرق السريعة والسدود وعمليات الري والصرف وخطوط الأنابيب والسكك الحديدية.
ويعمل المهندسون المدنيون في بناء الإنشاءات القوية والآمنة التي تحقق أصول البناء واللوائح الأخرى الملائمة تمامًا لما حولها. وهم مسؤولون عن مسح وإعداد مواقع البناء واختيار المواد الصالحة. كما يجب حتى يفهم المهندسون المدنيون كذلك كيفية استخدام الجرافات والرافعات والمجارف الآلية ومعدات التشييد الأخرى.
يتخصص بعض المهندسين المدنيين في دراسة الخصائص الفيزيائية للتربة والصخور وفي تصميم الأساسات. ويركز الآخرون على إدارة مصادر المياه، متضمنة إنشاء وسائل التحكم في الفيضان والري ومحطات القوى الكهرومائية، ووسائل الإمداد بالمياه والصرف الصحي. وآخرون مختصون بتصميم وسائل النقل وطرق التحكم في المواصلات. ويشتغل الكثير من المهندسين المدنيين في تخطيط المدن وبرامج التطوير العمراني.
الهندسة الكهربائية
تختص بتطوير وإنتاج واختبار الأجهزة والمعدات الكهربائية والإلكترونية. ويصمم المهندسون الكهربائيون المعدات التي تنتج الكهرباء وتوزعها. وتتضمن هذه المعدات؛ المولدات التي تدار بالقوى المائية والفحم الحجري والنفط والوقود النووي، وشبكات نقل الكهرباء والمحولات. كما يصمم المهندسون الكهربائيون ويطورون المحركات الكهربائية والمعدات الكهربائية الأخرى. وكذلك يطورون نظم الإشعال المستخدمة في محركات السيارات والطائرات والمحركات الأخرى. كما يعملون على تحسين الأجهزة الكهربائية مثل مكيفات الهواء وأجهزة إعداد الأغذية والمكانس الكهربائية.
ويُطلق على المهندسين الكهربائيين الذين يتخصصون في المعدات الإلكترونية اسم مهندسي الإلكترونيات. ويؤدي مهندسوالإلكترونيات دورًا أساسيًا في إنتاج أقمار الاتصالات الصناعية والحواسيب والروبوتات الصناعية والأجهزة الطبية والفهمية ونظم التحكم في القذائف والرادار والراديووأجهزة التلفاز. ويطور بعض المهندسين في مجال الإلكترونيات الخطط الرئيسية لأجزاء ووصلات الدوائر المدمجة المصغرة جدًا التي تحكم الإشارات الكهربائية في معظم الأجهزة الإلكترونية. انظر:الدوائر المتكاملة. ويقوم كثير من مهندسي الإلكترونيات بتصميم وبناء وبرمجة أنظمة الحاسوب المعقدة لتؤدي مهامَّ خاصة. ويعتبر الاتصال عن بُعد، وإرسال واستقبال الرسائل عبر المسافات الطويلة، تخصصًا آخر كبيرًا من تخصصات الهندسة الإلكترونية. انظر: الاتصالات السلكية واللاسلكية.
الهندسة البيئية
تختص بالمجهودات التي تمنع تلوث الهواء والماء والتربة والتلوث بالضجيج وتتحكم فيها. ويطور المهندسون البيئيون المعدات لقياس مستويات التلوث، ويقومون بإجراء التجارب لتقدير تأثيرات أنواع الملوثات المتنوعة. فهم يصممون أجهزة التحكم في تلوث الهواء ويشغلون أنظمة تنقية المياه ومحطات معالجة المياه. كما يطورون أيضًا التقنيات لحماية الأرض من التلوث.
والمهندسون البيئيون متخصصون في التخلص من المخلفات الخطيرة من المصانع وعمليات المناجم ومحطات القدرة النووية والمصادر الأخرى. وهم يعملون على تنظيف مواقع التخلص من المخلفات غير المأمونة المتكونة في الماضي، ويُجرون بحوثًا على تقنيات جديدة للخزن وإعادة التصنيع. ويساهم المهندسون البيئيون أيضًا في تطوير أنواع من الطاقة تكون أنظف وأكثر اعتمادًا عليها، وفي تطوير طرق الاستخدام الأفضل حاليًا ومستقبلاً للمصادر الطبيعية. ويعمل المهندسون البيئيون مع المهندسين الزراعيين ومهندسي المناجم على تطوير التقنيات الإنتاجية التي تُعطي أقل ضرر ممكن للأرض. وهم يساعدون المهندسين المدنيين في تصميم نظم الإمداد بالمياه والتخلص من النفايات ونظم التهوية، كما يساعدون المهندسين الكيميائيين ومهندسي الطاقة النووية في التخلص من النفايات.
الهندسة الصناعية
تطبق أساليب التحليل الهندسي في إنتاج البضائع والخدمات. ويُقدّر المهندسون الصناعيون أكثر الطرق اقتصادًا وكفاءة للمنشأة بالنسبة لاستخدامات الناس والآلات والمواد. وقد يختار المهندس الصناعي مسقط المنشأة أوالممحرر، ويُقدّر احتياجات الموظفين، ويختار المعدات والآلات، ويخطط ساحات العمل، ويخطط مراحل العمليات. كذلك يُطور المهندسون الصناعيون برامج التدريب وتقويم الوظيفة ويعدّون مواصفات الأداء، ويساعدون في تقدير الأجور ومنافع المستخدمين. كما أنهم يعملون على حل مشاكل مثل التكاليف المرتفعة والإنتاج المنخفض ونوعية المنتج الرديئة.
تساعد النماذج الرياضية المطورة من الحواسيب المهندسين الصناعيين لمحاكاة انسياب العمل عبر المنشأة وتقدير تأثيرات التغييرات المقترحة. ويستخدم المهندسون الصناعيون نُظم معالجة البيانات التي تساعد في التخطيط المالي ومراقبة المخزون وتنظيم قوائم المواعيد. وغالبًا ما يحتاج عملهم فهم بالاقتصاديات وفهم النفس والإدارة.
ويعمل المهندسون الصناعيون في أعمال وصناعات متنوعة كثيرة تتضمن المصارف ومؤسسات البناء والمواصلات والوكالات الحكومية والمستشفيات والمؤسسات العامة.
هندسة المواد
تتعامل مع هجريب المواد المتنوعة وإنتاجها واستخداماتها واستخدامات المواد المتنوعة. ويعمل مهندسوالمواد بالمواد الفلزية وغير الفلزية. ويحاولون تحسين المواد الموجودة ويطورون استخدامات جديدة لها، بالإضافة إلى تطوير مواد جديدة لتفي بمتطلبات معينة. وتُعتبر هندسة المناجم وهندسة التعدين فرعين رئيسيين من هندسة المواد. ويعمل مهندسوالمناجم بالتعاون مع الجُيُولوجيين لتحديد أماكن ترسبات المعادن وتخمين كمياتها. ويقررون كيفية استخراج الخام من الأرض ما أمكن بأرخص الطرق وأكثرها كفاءة. ويجب على مهندسي المناجم حتى يعهدوا أساسيات الهندسة المدنية والميكانيكية والكهربائية وذلك لتصميم الأنفاق وتهوية المناجم واختيار الآلات الخاصة بالمناجم.
وتعالج هندسة التعدين فصل الفلزات من خاماتها وتجهيزها للاستخدام. ويقوم مهندسوالتعدين الاستخلاصي بفصل الفلزات من خاماتها وتنقيتها. ويطور مهندسوالتعدين الفيزيائي طرقًا لتحويل الفلزات النقية إلى منتجات نهائية يستفاد بها.
ويتخصص بعض مهندسي المواد الآخرين في إنتاج واستخدام المواد الاصطناعية مثل السيراميك والبلاستيك. انظر: السيراميك؛البلاستيك. ويساعد مهندسوالمواد في تطوير مواد جديدة للفضاء الجوي والطب الحيوي والإنشاءات والإلكترونيات والمجالات النووية. كما يتعاون مهندسوالمواد مع المهندسين الكيميائيين والصناعيين والميكانيكيين في تشغيل العمليات المعقدة التي تحول المواد الخام إلى منتجات نهائية.
الهندسة الميكانيكية
تضم إنتاج القدرة الميكانيكية ونقلها واستخدامها. يصمم المهندسون الميكانيكيون كافة أنواع الآلات ويشغلونها ويختبرونها. وهم يطورون ويبنون المحركات التي تولد القدرة من البخار والنفط والوقود النووي ومصادر أخرى للطاقة. ويطورون ويبنون أيضًا أنواعًا كثيرة من الآلات التي تستخدم القدرة، متضمنة معدات التدفئة والتهوية والسيارات وعُدَد الآلات ومعدات العمليات الصناعية. ويشهجر المهندسون الميكانيكيون في أية فترة من مراحل تطوير الآلات: من إنشاء النموذج التجريبي، إلى هجريب الآلة تامة الصنع، وتدريب العمال الذين يستخدمونها.
كما يعمل المهندسون الميكانيكيون في صناعات عديدة، مثل توليد القدرة والخدمات العامة والنقل وجميع أنواع التصنيع. ويركز كثير من المهندسين الميكانيكيين على البحث والتطوير، لأن الطلب على أنواع جديدة من الآلات ما يزال مستمرًا. ويشهجر المهندسون الميكانيكيون في معظم الأحوال في جميع فروع الهندسة الأخرى، حدثا دعت الحاجة إلى اختراع أوتحسين آلة أوجهاز أوبترة من التجهيزات.
الهندسة النووية
تختص بإنتاج واستخدام الطاقة النووية واستخدامات الطاقة الإشعاعية والمواد المشعة. ويصمم معظم المهندسين النوويين محطات القدرة النووية التي تولد الكهرباء، ويقومون بتشييدها وتشغيلها. وهم يتناولون جميع فترة من مراحل إنتاج الطاقة النووية: من معالجة الوقود النووي إلى التخلص من النفايات المشعة الناتجة عن المفاعلات النووية. ويعملون أيضًا على تحسين وتطبيق معايير الأمان، وتطوير أنواع جديدة من نظم الطاقة النووية.
كما يقوم المهندسون النوويون ببناء وتصميم المحركات النووية للسفن والغواصات والمركبات الفضائية. ويطورون الاستخدامات الصناعية والطبية والفهمية للطاقة الإشعاعية والمواد المشعّة. ويتخصص بعض المهندسين النوويين في تصميم وتشييد مُعجلات الجُسيمات، تلك الأجهزة التي تستخدم في الدراسات الفهمية للذرة وفي إيجاد عناصر جديدة. كما يتخصص مهندسون نوويون آخرون في تطوير الأسلحة النووية. ويؤدي المهندسون النوويون أيضًا دورًا في تطوير المصادر المشعّة والكاشفات ومعدات حجب الإشعاع. وغالبًا ما يتداخل عمل المهندسين النوويين مع عمل المهندسين الكهربائيين والبيئيين والميكانيكيين ومهندسي المواد.
المجالات المجالية الأخرى
هجرز بالذات على أكثر من مجالات محددة من الهندسة أكثر مما تتيحه الفروع الرئيسية. ويصف هذا الجزء بضعة تخصصات هامة.
هندسة الصوت
وتختص بالصوت، ويتضمن عمل مهندسي الصوت تصميم المباني والغرف لجعلها هادئة، وتهيئة الظروف للاستماع للحديث والموسيقى في قاعات الاستماع والصالات، وتطوير التقنيات والمواد الماصة للصوت لتخفيض التلوث الضجيجي.
الهندسة الزراعية
تتناول تصميم مباني المغرسة والآلات الزراعية وكبح التعرية والري ومشروعات صيانة الأرض. ويختص المهندسون الزراعيون أيضًا بمعالجة ونقل وخزن المنتجات الزراعية.
هندسة الحاسوب
تتضمن تطوير وتحسين الحاسوب ووحدات التخزين والطبع وشبكات المعلومات الحاسوبية. ويصمم مهندسوالحاسوب معالم نظم الحواسيب لتلائم عمليات خاصة.
الهندسة البحرية
تختص بتصميم وإنشاء وإصلاح السفن والغواصات. ويعمل المهندسون البحريون على تطوير تسهيلات الموانئ.
هندسة الطرق
يقوم المهندسون المدنيون بإنشاء الجسور المعلقة والأنفاق في تقاطعات الطرق. يظهر في الصورة أحد تقاطعات الطرق في مدينة الرياض بالمملكة العربية السعودية. هندسة المحيطات. تتناول تصميم وإقامة جميع أنواع المعدات المستخدمة في المحيطات. ويضم نتَاج مهندسي المحيطات تجهيزات الزيت وغيرها من المنشآت البعيدة عن الشاطئ ومعدات البحث البحرية، ونظم كواسر الأمواج المستخدمة في منع تعرية الشواطئ.
هندسة النفط
تختص بإنتاج وخزن ونقل النفط والغاز الطبيعي. ويحدد مهندسوالنفط مواقع الرواسب الزيتية والغازية ويحاولون تطوير وسائل تكون أكثر كفاءة للتنقيب والاستخلاص.
هندسة النسيج
تختص بالآلات والعمليات المستخدمة في إنتاج جميع من الألياف والأقمشة الطبيعية والاصطناعية. ويعمل مهندسوهذا المجال أيضًا في تطوير منسوجات جديدة ومحسنّة.
هندسة النقل
تتضمن المجهودات المبذولة لجعل النقل أكثر أمانًا وأكثر اقتصادًا وأكثر كفاءة. ويصمم المهندسون في هذا المجال جميع أنواع وسائل النقل ويطورون السبل الميسرة المرتبطة للحد من مشاكل المرور.
المنهجية
حل المشكلات
استخدام الحاسوب
السياق الاجتماعي
الهندسة والمجالات الأخرى
العلوم
الطب والأحياء
الفنون
حقول أخرى
انظر أيضا
|
؛قوائم
|
؛ موضوعات متعلقة
|
المصادر
-
^ "الهندسة (فهم ـ) (تاريخياً)". الموسوعة العربية. Retrieved 2011-11-18. Unknown parameter
|Author=ignored (|author=suggested) (help) - ^ الهندسة، الموسوعة المعهدية الكاملة
-
^ خطأ استشهاد: وسم
<ref>غير سليم؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماةBjerklie, David
قراءات إضافية
- Dorf, Richard, ed. (2005). The Engineering Handbook (2 ed.). Boca Raton: CRC. ISBN .
- Billington, David P. (1996-06-05). The Innovators: The Engineering Pioneers Who Made America Modern. Wiley; New Ed edition. ISBN .
- Petroski, Henry (1992-03-31). To Engineer is Human: The Role of Failure in Successful Design. Vintage. ISBN .
- Petroski, Henry (1994-02-01). The Evolution of Useful Things: How Everyday Artifacts-From Forks and Pins to Paper Clips and Zippers-Came to be as They are. Vintage. ISBN .
- Lord, Charles R. (2000-08-15). Guide to Information Sources in Engineering. Libraries Unlimited. doi:10.1336/1563086999. ISBN .
- Vincenti, Walter G. (1993-02-01). What Engineers Know and How They Know It: Analytical Studies from Aeronautical History. The Johns Hopkins University Press. ISBN .
- Hill, Donald R. (1973-12-31) [1206]. The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices: Kitáb fí ma'rifat al-hiyal al-handasiyya. Pakistan Hijara Council. ISBN .
وصلات خارجية
- National Society of Professional Engineers position statement on Licensure and Qualifications for Practice
- National Academy of Engineering (NAE)
- American Society for Engineering Education (ASEE)
- The US Library of Congress bibliography
- ICES: Institute for Complex Engineered Systems, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA
- History of engineering bibliography at University of Minnesota
