Ingenieurwissenschaft

Unter Ingenieurwissenschaften werden die Wissenschaften zusammengefasst, die sich mit der technischen Entwicklung und Konstruktion von (meist industriell einsetz- oder fertigbaren) Gegenständen beschäftigen und dabei naturwissenschaftliche Erkenntnisse praktisch anwenden. Die klassischen Ingenieurwissenschaften sind das Bauingenieurwesen, der Maschinenbau und die Elektrotechnik. Selbstverständlich existieren in unterschiedlichsten Feldern Überschneidungen zwischen diesen Bereichen, so dass die Übergänge fließend sind.

Selbstverständnis

Die Ingenierwissenschaften verstehen sich als eine angewandte Wissenschaft. Selbstverständlich wird auch Grundlagenforschung betrieben, das Hauptaugenmerk liegt jedoch auf der praktischen Umsetzung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse in Dinge, die dem Menschen direkt nützen.

Die Ingenieurwissenschaften erheben nicht den Anspruch, eine exakte Wissenschaft im eigentlichen Sinne zu sein: Zu viele der Grundlagen, die bei der praktischen Anwendung von Naturwissenschaften auftreten, sind in ihrer Kombination zu komplex, um exakt berechnet werden zu können. Daher versuchen die Ingenieurwissenschaften, praktikable Verfahren zu finden, um die technischen Vorgänge sicher zu beherrschen. In der Regel geschieht dies dadurch, dass mathematische, zu komplexe Aufgaben durch Annahmen vereinfacht werden, wobei sichergestellt wird, dass man bei den Annahmen "auf der sicheren Seite" bleibt. Zudem bemüht man sich, durch zusätzliche Sicherheitsfaktoren bei den Berechnungen Unwägbarkeiten vorzubeugen.

Grundlegend gewandelt hat sich die Ingenierwissenschaft durch die Einführung der Computer. Während vorher mit Versuchen die konstruktiven Annahmen überprüft werden mussten bzw. Daten für die Konstruktion lieferten (etwa die Festigkeit eines Stahlträgers), so können heute immer mehr Versuche durch numerische Simulationen am Computer ersetzt werden.

Ausbildung und Fächerkanon

Ingenieurwissenschaften werden in Deutschland an Hochschulen und Fachhochschulen (früher: Ingenieurschulen) gelehrt. Die Studiengänge schließen mit einem Bachelor, Diplom (FH), Master, Diplom (U), in Österreich z.T. auch mit einem Magister, ab.

An den bis in die frühen 1970er Jahren üblichen Ingenieurschulen (heute durch Fachhochschulen ersetzt) gab es den Ing. Grad., den graduierten Ingenieur als Abschluss.

Die naturwissenschaftlichen Grundlagenfächer, auf denen die Ingenieurwissenschaften aufbauen, sind insbesondere Mathematik und Physik, aber auch Chemie (z.B. im Werkstoff- und Baustoffbereich) oder Geologie (im Bereich des Bauingenieurwesens). Auf diesen naturwissenschaftlichen Grundlagen bauen die ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfächer auf. Hier wären insbesondere die Mechanik (mit den Teilbereichen der Statik und Dynamik) zu nennen, die angewandte Thermodynamik und die Elektrotechnik. Zu diesen Grundlagenfächern gesellen sich methodenorientierte Grundlagenfächer wie beispielsweise die Konstruktionslehre, sowie ergänzende Grundlagen aus der Betriebswirtschaft und Informatik.

Auf diesen Grundlagen setzen die eigentlichen Ingenieurwissenschaften auf, die im folgenden dargestellt werden. In den Grenzbereichen zwischen den Arbeitsgebieten etablieren sich häufig eigenständige Fächer (zum Beispiel die Mechatronik).

• 1. Bauingenieurwesen
• • 1. Grundlagenfächer Mechanik, Hydromechanik, Festigkeitslehre, Baustoffkunde
  • 2. Fachrichtungen: Hochbau, Tiefbau, Wasserbau, Wasserwirtschaft, Verkehrswesen
• 2. Maschinenbau
• • 1. Grundlagenfächer: Mathematik, Physik, Technische Mechanik und Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Thermodynamik, Strömungslehre, Konstruktionslehre, Regelungstechnik (einschl. Steuerungstechnik), Messtechnik, elektronische Datenverarbeitung
  • 2. Kernfächer: Maschinenelemente, Maschinendynamik, Fluidenergiemaschinen, Wärmekraftmaschinen (speziell Strömungsmaschinen und Kolbenmaschinen), Verfahrenstechnik und Apparatebau, Fluidantriebe
  • 3. Fachrichtungen / spezielle Kernfächer der Fachrichtungen:
  • • 1. Anlagenbau, Umwelttechnik
    • 2. Energietechnik, Klimatechnik
    • 3. Fertigungstechnik
    • 4. Fördertechnik
    • 5. Kraftfahrzeugtechnik
    • 6. Luft- und Raumfahrttechnik
• 3. Elektrotechnik
• • 1. Grundlagenfächer: Mathematik, Physik, Bauelemente, Schaltungstheorie, Theorie der Felder und Wellen, Konstruktionslehre, Informatik
  • 2. Fachrichtungen:
  • • 1. Elektronik
    • • 1. Analogtechnik
      • 2. Digitaltechnik
      • 3. Elektronische Bauelemente
      • 4. Leistungselektronik
    • 2. Energietechnik
    • • 1. Hochspannungstechnik
    • 3. Nachrichtentechnik
    • 4. Hochfrequenztechnik
    • 5. Automatisierungstechnik
• 4. Chemieingenieurwesen / Verfahrenstechnik
• • 1. Grundlagenfächer: Mathematik, Chemie, Physik, Physikalische Chemie, Technische Mechanik und Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Thermodynamik, Strömungslehre, Konstruktionslehre, Regelungstechnik, Meßtechnik
  • 2. Fachrichtungen / spezielle Kernfächer der Fachrichtungen:
  • • 1. Anlagenbau
    • 2. Lebensmitteltechnik
    • 3. Lebensmittelverfahrenstechnik
    • 4. Bioingenieurwesen
    • 5. Verbrennungstechnik
    • 6. Wassertechnologie
• 5. Sonder- und Grenzbereiche:
• • 1. Feinwerktechnik interdisziplinäres Fachgebiet (Maschinenbau, Elektronik, Technische Optik u.a.)
  • 2. Vermessungstechnik, Landkartentechnik (Überschneidung mit Geowissenschaften)
  • 3. Bergbau
  • 4. Zur Informatik: Ingenieursbezogene Informatik (CAD, Wirtschaftsinformatik, Medieninformatik, etc.)
  • 5. Zur Medizin: Medizintechnik
  • 6. Mechatronik
  • 7. Zur Architektur: Stadtplanung, Raumplanung

Literatur

• Dubbel: Taschenbuch für den Maschinenbau, hrsg. von W. Beitz und K.-H. Küttner
• Hütte: Das Ingenieurwissen von Horst Czichos, Manfred Hennecke