Машиностроение является одной из самых широких инженерных дисциплин. Инженеры-механики проектируют, разрабатывают, строят и испытывают. Они имеют дело со всем, что движется, от компонентов до машин и человеческого тела.
Содержание статьи
Что такое технология машиностроения?
Технически, технология машиностроения — это применение принципов и методов решения инженерных задач от проектирования до производства на рынке для любого объекта. Инженеры-механики анализируют свою работу, используя принципы движения, энергии и силы, обеспечивая безопасное, эффективное и надежное функционирование конструкции по конкурентоспособной цене.
Инженеры-механики делают этот мир. Это потому, что карьера инженера-механика сосредоточена на создании технологий для удовлетворения человеческих потребностей. Практически к каждому продукту или услуге в современной жизни, вероятно, каким-то образом прикоснулся инженер-механик, чтобы помочь человечеству.
Это включает в себя решение сегодняшних проблем и создание будущих решений в области здравоохранения, энергетики, транспорта, борьбы с голодом в мире, освоения космоса, изменения климата и многого другого.
Будучи укоренившимся во многих проблемах и инновациях во многих областях, образование в области машиностроения является универсальным. Чтобы удовлетворить этот широкий спрос, инженеры-механики могут разработать компонент, машину, систему или процесс. Это варьируется от макро до микро, от самых больших систем, таких как автомобили и спутники, до самых маленьких компонентов, таких как датчики и переключатели. Все, что должно быть изготовлено — действительно, все, что имеет движущиеся части, — требует опыта инженера-механика.
Чем занимаются инженеры-механики?
Технологии машиностроения сочетают в себе творчество, знания и аналитические инструменты для выполнения сложной задачи воплощения идеи в жизнь.
Эта трансформация происходит в личном масштабе, затрагивая человеческие жизни на уровне, который мы можем протянуть и потрогать, как роботизированные протезы. Это происходит в локальном масштабе, затрагивая людей на уровне сообщества, например, в гибких взаимосвязанных микросетях. И это происходит в больших масштабах, например, в передовых энергосистемах, благодаря инженерным разработкам, которые работают по всей стране или по всему миру.
У инженеров-механиков есть огромный диапазон возможностей, и их образование отражает эту широту предметов. Инженеры концентрируются на одной области, укрепляя аналитические навыки решения проблем, применимые к любой инженерной ситуации.
Дисциплины в машиностроении включают, но не ограничиваются:
- Акустика;
- Аэрокосмическая промышленность;
- Автоматизация;
- Автомобильная промышленность;
- Автономные системы;
- Биотехнология;
- Композиты;
- Компьютерное проектирование (САПР);
- Системы контроля;
- Кибербезопасность;
- Дизайн;
- Энергия;
- Эргономика;
- Человеческое здоровье;
- Производство и аддитивное производство;
- Механика;
- Нанотехнологии;
- Планирование производства;
- Робототехника;
- Структурный анализ.
Сами технологии машиностроения также повлияли на то, как работают инженеры-механики, и за последние десятилетия набор инструментов стал довольно мощным. Компьютерное проектирование (CAE) — это общий термин, который охватывает все, от типичных методов САПР до автоматизированного производства и автоматизированного проектирования, включая анализ методом конечных элементов (FEA) и вычислительную гидродинамику (CFD). Эти и другие инструменты еще больше расширили горизонты технологии машиностроения.
Какие есть профессии в машиностроении?
Общество зависит от технологий машиностроения. Потребность в этом опыте велика во многих областях, и поэтому нет никаких реальных ограничений для новоиспеченного инженера-механика. Работа всегда востребована, особенно в автомобильной, аэрокосмической, электронной, биотехнологической и энергетической отраслях.
Вот несколько областей машиностроения.
- В статике исследования сосредоточены на том, как силы передаются на конструкцию и по всей конструкции. Как только система приходит в движение, инженеры-механики смотрят на динамику, или на то, какие скорости, ускорения и результирующие силы вступают в игру. Затем кинематика исследует, как ведет себя механизм, когда он движется в своем диапазоне движения.
- Материаловедение занимается определением лучших материалов для различных применений. Частью этого является прочность материалов — испытания опорных нагрузок, жесткости, хрупкости и других свойств, которые необходимы для многих строительных, автомобильных и медицинских материалов.
- То, как энергия преобразуется в полезную мощность, лежит в основе термодинамики, а также определяет, какая энергия теряется в процессе. Один конкретный вид энергии, теплопередача, имеет решающее значение во многих приложениях и требует сбора и анализа данных и распределения температуры.
- Гидромеханика, которая также имеет множество приложений, рассматривает многие свойства, включая перепады давления от потока жидкости и силы аэродинамического сопротивления.
- Производство является важным этапом в машиностроении. В этой области исследователи изучают лучшие процессы, чтобы сделать производство более эффективным. Лабораторные методы сосредоточены на улучшении способов измерения как тепловых, так и машиностроительных продуктов и процессов. Точно так же проектирование машин разрабатывает процессы в масштабе оборудования, в то время как электротехника фокусируется на схемотехнике. Все это оборудование производит вибрации — еще одна область машиностроения, в которой исследователи изучают, как прогнозировать вибрации и контролировать их.
- Инженерная экономика делает механические конструкции актуальными и пригодными для использования в реальном мире, оценивая стоимость производства и жизненного цикла материалов, конструкций и других инженерных продуктов.
Какие навыки нужны инженерам-механикам?
Суть инженерии в решении проблем. Учитывая это по своей сути, технология машиностроения также требует прикладного творчества — практического понимания выполняемой работы — наряду с сильными навыками межличностного общения, такими как создание сетей, лидерство и управление конфликтами. Создание продукта — это только часть уравнения; умение работать с людьми, идеями, данными и экономикой в полной мере делает инженера-механика.
Какие задачи решают инженеры-механики?
Карьера в области машиностроения требует выполнения множества задач.
- Концептуальный дизайн;
- Анализ;
- Презентации и написание отчетов;
- Междисциплинарная командная работа;
- Параллельное проектирование;
- Сравнительный анализ конкуренции;
- Управление проектом;
- Прототипирование;
- Тестирование;
- Измерения;
- Интерпретация данных;
- Разработка дизайна;
- Исследовательская работа;
- Анализ (FEA и CFD);
- Работа с поставщиками;
- Продажи;
- Консалтинг;
- Обслуживание клиентов.
Сколько зарабатывают инженеры-механики?
Как и во многих других инженерных областях, инженеры-механики хорошо оплачиваются. По сравнению с другими областями, инженеры-механики зарабатывают намного выше среднего на каждом этапе своей карьеры. По данным Министерства труда, средняя зарплата инженера-механика составляет 97 000 долларов, а первые десять процентов зарабатывают около 136 210 долларов.
Будущее технологии машиностроения
Прорывы в области материалов и аналитических инструментов открыли новые горизонты для инженеров-механиков. Нанотехнологии, биотехнологии, композиты, вычислительная гидродинамика (CFD) и акустическая инженерия расширили набор инструментов технологии машиностроения.
Нанотехнологии позволяют создавать материалы в самых малых масштабах. Благодаря возможности проектирования и производства вплоть до элементарного уровня возможности объектов значительно возрастают. Композиты — это еще одна область, в которой манипуляции с материалами открывают новые производственные возможности. Комбинируя материалы с различными характеристиками инновационными способами, можно использовать лучшее из каждого материала и находить новые решения. Акустическая инженерия исследует вибрацию и звук, предоставляя возможность снизить шум в устройствах и повысить эффективность во всем, от биотехнологии до архитектуры.
