วิศวกรรมศาสตร์ คืออะไร

วิศวกรรมศาสตร์

                  วิศวกรรมศาสตร์ คือ การประยุกต์ใช้หลักการทางวิทยาศาตร์อย่างสร้างสรรค์เพื่อการออกแบบและพัฒนาโครงสร้าง, เครื่องจักร, เครื่องมือ, หรือกระบวนการผลิต หรืองานเพื่อการใช้ประโยชน์สิ่งเหล่านี้โดดๆหรือประยุกต์เข้าด้วยกัน หรือเพื่อการสร้างหรือใช้งานสิ่งเหล่านั้นด้วยความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสิ่งที่ใช้งานอย่างหมดจด หรือเพื่อการพยากรณ์พฤติกรรมของสิ่งเหล่านั้นภายใต้สภาวะที่เจาะจง สิ่งที่กล่าวมาทั้งหมดนี้จักต้องคำนึงถึงความมุ่งหมายในการใช้งาน, ความคุ้มค่าในการปฏิบัติการ แลความปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพยสินด้วย

สาขาวิชาวิศวกรรมศาสตร์

วิศวกรรมศาสตร์นั้นคล้ายคลึงกับวิทยาศาสตร์ที่ มีขอบข่ายกว้างขวางจนสามารถแตกแยกย่อยลงมาได้หลายสาขาย่อย และในแต่ละสาขาย่อยต่างก็มองตัวเองในสายงานต่างๆทางวิศวกรรม ถึงแม้ว่าในช่วงแรก วิศวกรจะถูกฝึกศึกษามาในสาขาใดสาขาหนึ่ง แต่หลังจากผ่านประสบการณ์งานในสายวิศวกรรมมาแล้ว วิศวกรผู้นั้นอาจจะมีความสามารถในการทำงานได้หลากหลายสาขา โดยประวัติศาสตร์แล้ว วิศวกรรมสาขากหลักๆแบ่งได้ดังนี้

วิศวกรรมการบินและอวกาศยาน - ออกแบบอากาศยาน อวกาศยาน และสิ่งที่เกี่ยวข้อง

• วิศวกรรมเครื่องกล - ออกแบบระบบเชิงกายภาพหรือกลศาสตร์ ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ ระบบส่งกำลัง ระบบกันกระเทือน
• วิศวกรรเคมี - ใช้หลักการทางเคมีในกระบวนการผลิตเคมีอุตสาหกรรม รวมไปถึงการค้นคว้าวิจัยเชื้อเพลิงและวัสดุจำเพาะใหม่ๆ
• วิศวกรรมไฟฟ้า - ออกแบบระบบไฟฟ้า เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า ตลอดจนเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด
• วิศวกรรมโยธา - ออกแบบและก่อสร้างสิ่งก่อสร้าง เช่น รางรถไฟ ถนนหนทาง สะพาน ตึกและอาคารบ้านเรือน

เนื่อง ด้วยพัฒนาการอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี วิศวกรรมสาขาใหม่ๆมีความสำคัญมากขึ้นและได้รับการพัฒนาเช่น วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ วิศวกรรมแม็คคาทรอนิกส์ วิศวกรรมไฟฟ้าเครื่องกลการผลิต นาโนเทคโนโลยี บางครั้ง สาขาใหม่นั้นก็เกิดขากการผสมผสานความรู้ของสาขาเดิมเข้าด้วยกัน การเกิดขึ้นใหม่ของสขาทางวิศวกรรมนั้น โดยทั่วไปแล้วจะถูกนิยามแบบชั่วคราว ในหลากหลายรูปแบบ หรือนิยามในฐานสาขาย่อยของสาขาที่มีอยู่แล้ว ช่วงว่างของความรู้นี้ เมื่อได้รับความสนใจศึกษามากขึ้น ก็จะได้รับการยกระดับให้เป็นสาขาใหม่ ตัวชี้วัดได้ตัวหนึ่งของการเกิดสาขาใหม่นั้นคือการตั้งสาขาวิชาหรือหลักสูตร ของมหาวิทยาลัยชื่อดัง

สำหรับ วิศวกรรมศาสตร์ในแต่ละสาขาที่มีปรากฏนั้น มักจะมีการเหลื่อมล้ำของความรู้ โดยเฉพาะในสาขาที่มีการประยุกต์ใช้ความรู้ทางฟิสิกส์ เคมี และคณิตศาสตร์

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ (computer engineering) เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและสร้างเครื่องหรือระบบคอมพิวเตอร์ และ ระบบที่ใช้คอมพิวเตอร์ ศาสตร์นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาทางด้าน ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ การสื่อสาร และความเกี่ยวเนื่องระหว่างเรื่องทั้งสาม หลักสูตรการเรียนมุ่งเน้นทางด้าน ทฤษฎี กฎ และ การฝึกฝนปฏิบัติของทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้า และ คณิตศาสตร์ รวมถึงการประยุกต์เข้ากับปัญหาทางด้านการออกแบบคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์

วิศวกร คอมพิวเตอร์จะต้องเคยศึกษาการออกแบบระบบฮาร์ดแวร์ดิจิทัล ซึ่งรวมถึงระบบการสื่อสาร องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ วิศวกรคอมพิวเตอร์จะเรียนการพัฒนาซอฟต์แวร์ โดยมุ่งเน้นเกี่ยวกับซอฟต์แวร์สำหรับอุปกรณ์ดิจิทัล และ การสร้างส่วนต่อประสานระหว่างผู้ใช้งานซอฟต์แวร์ และ ระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจจะมีความรู้เน้นทางด้านฮารด์แวร์มากกว่าซอฟต์แวร์ หรือ มีความรู้พอ ๆ กันทั้งสองด้านก็ได้ แต่สิ่งที่โดดเด่นคือวิศวกรคอมพิวเตอร์จะมีความรู้ทางด้านการวิศวกรรมที่ดีด้วย

ปัจจุบันสาขาวิชาที่สำคัญในด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์คือ ระบบฝังตัว การพัฒนาอุปกรณ์ที่มีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ฝังตัวภายใน เช่น อุปกรณ์สื่อสารอย่าง โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นวิทยุระบบดิจิทัล เครื่องบันทึกวิดีทัศน์ระบบดิจิทัล ระบบเตือนภัย เครื่องถ่ายรังสีเอ็กซ์ และ เครื่องมือผ่าตัดด้วยแสงเลเซอร์เป็นต้น ซึ่งล้วนแล้วแต่ต้องการการผนวกรวมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ฝังตัวหรือของอื่น ๆ ที่เป็นผลจากการวิศวกรรมคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน

วิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ (อังกฤษ: Mechatronics) เป็นสหวิทยาการเชิงประยุกต์ ที่นำวิชาพื้นฐานหลักว่าด้วย วิศวกรรมเครื่องกลวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรมการควบคุมอัตโนมัติ วิทยาการคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีสารสนเทศ มาบูรณาการเข้าด้วยกัน Mechatronics มาจากการผสมคำว่า "Mechanics" และ "Electronics" โดยวิศวกรจากบริษัท Yakawa Electric ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นการพัฒนาโดยการนำเทคโนโลยีในสาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ (CAD/CAM/CAE) คอมพิวเตอร์โปรแกรมมิ่ง และระบบควบคุม ผสานเข้าไว้ด้วยกันอย่างลงตัว เพื่อนำผลของการผสมผสานไปพัฒนาในงานระบบอุตสาหกรรมอย่างสมบูรณ์

ตัวอย่างผลงานที่สร้างจากสาขาวิชานี้ได้แก่ “ระบบอัจฉริยะ” (Intelligent Systems) ซึ่งมีกลไกที่สามารถทำงานด้วยตัวเองโดยอัตโนมัติ ตามความต้องการที่กำหนดไว้ได้อย่างรวดเร็ว ถูกต้องและแม่นยำ ตัวอย่างของระบบที่มีระบบเมคคาทรอนิกส์เป็นส่วนประกอบ เช่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์กู้ภัย เป็นต้น

วิศวกรรมไฟฟ้า (อังกฤษ: Electrical Engineering) เป็นสาขาที่ศึกษาทฤษฏีและการประยุกต์ใช้ ไฟฟ้า, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ผู้ที่ประกอบวิชาชีพในสาขานี้เรียกว่า วิศวกรไฟฟ้า สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าเป็นสาขาที่กว้างประกอบไปด้วยหลายสาขาย่อย

*ไฟฟ้ากำลัง เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับ การผลิต การส่ง และ การจ่ายพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องตั้งแต่โรงงานผลิตไฟฟ้า ส่งกำลังผ่านโครงข่ายสายส่งไฟฟ้า ไปยังผู้บริโภคทั้งที่เป็นอุตสาหกรรม แหล่งธุรกิจ และ บ้านเรือนที่พักอาศัย

สาขา นี้จะเกี่ยวพันกับทั้ง โครงข่ายสายส่ง และอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการส่งกำลังไฟฟ้า ที่ศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าที่ศักย์ไฟฟ้าตามบ้านมาก ตั้งแต่หลายพันโวลต์ จนถึง หลายแสนโวลต์ และส่งกำลังหลายล้านวัตต์

ทุก วันนี้ สาขานี้ยังรวมไปถึงเศรษฐศาสตร์ ของไฟฟ้ากำลังอีกด้วย ทั้งการวิเคราะห์และคาดหมายปริมาณการบริโภคเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต ไฟฟ้า รูปแบบโครงสร้างเสรีในการซื้อขายกำลังไฟฟ้า

*สื่อสาร/โทรคมนาคม สาขา นี้เป็นสาขาที่เกี่ยวพันโดยตรงกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะเกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลในรูปสัญญาณจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในรูป สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ว่าจะส่งผ่านสื่อตัวกลางซึ่งอยู่ในรูป สายตัวนำ หรือ สายใยแก้ว หรือ ผ่านอากาศในรูปคลื่นวิทยุซึ่งนอกเหนือจากในแง่ทางกายภาพของอุปกรณ์รับส่ง และ สื่อตัวกลาง แล้วยังรวมถึงสถาปัตยกรรมของระบบสื่อสาร ทั้งในแง่โครงสร้างโดยรวมทางกายภาพของเครือข่าย และ สถาปัตยกรรมทางซอฟต์แวร์ เช่น โครงสร้างเครือข่ายระบบเซลลูลาร์ โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารด้วยใยแก้วแบบต่างๆ รวมถึงโพรโทคอล เทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์ และ การเข้ารหัสของช่องสัญญาณแบบต่างๆ

*อิเล็กทรอนิกส์ สาขา ย่อยอิเล็กทรอนิกส์นี้ เดิมทีเป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ และ ทดสอบวงจรไฟฟ้า ซึ่งสร้างจากอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่หลอดสูญญากาศ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ขดลวดเหนี่ยวนำ จนถึง อุปกรณ์จากสารกึ่งตัวนำเช่น ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และ อื่นๆ เพื่อให้เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานตามจุดประสงค์ที่ต้องการ เช่น เป็นวงจรรับวิทยุ วงจรเครื่องขยายเสียง

*วิศวกรรมระบบควบคุม นี้จะเกี่ยวข้องกับการ วิเคราะห์ระบบ และ ออกแบบระบบควบคุม โดยมีพื้นฐานจากแบบจำลองทางคณิตศาตร์ ของระบบ เครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม การประยุกต์ใช้งานจริงนั้นจะประกอบจากการใช้เทคโนโลยีต่าง ๆ ของเครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม ซึ่งโดยส่วนใหญ่ (แต่ไม่จำกัดเฉพาะ) จะเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า เนื่องจากสามารถออกแบบให้มีการทำงานที่ซับซ้อนและขนาดเล็ก หรือใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมที่ซับซ้อน

วิศวกรรมโยธา (civil engineering) เป็นศาสตร์ของสาขาหนึ่งในทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ครอบคลุมการก่อสร้างตึก ตึกระฟ้า อาคาร สะพาน ถนน และระบบขนส่งอื่น ๆ รวมถึงระบบสาธารณูปโภคต่างๆ เช่น เขื่อน คลอง ตลอดจนการทำรังวัดในงานสำรวจและแผนที่ รวมไปถึงการวิเคราะห์ทางธรณีและชลศาสตร์ และการบริหารจัดการการก่อสร้าง งานในทางด้านวิศวกรรมจะเน้นทางด้านการใช้วัสดุและทรัพยากรให้เกิดประโยชน์ สูงสุด ผู้ที่ประกอบวิชาชีพในสาขานี้เรียกว่า วิศวกรโยธา หรือเรียกกันว่า นายช่าง ในการทำงานในประเทศไทย ผู้ที่ประกอบวิชาชีพจะขึ้นทะเบียนกับสภาวิศวกรเพื่อรับ ใบอนุญาตประกอบวิชาชีพวิศวกรรม (กว.) โดยมีการจัดสอบระบบใหม่เริ่มต้นเมื่อต้นปี พ.ศ. 2552 ด้วยระบบสุ่มข้อสอบทั้งหมดผ่านระบบคอมพิวเตอร์ (เฉพาะระดับ "ภาคีวิศวกร" ประกอบด้วยสาขาย่อยดังนี้

วิศวกรรมโครงสร้าง (Structural Engineering)

ศึกษา เกี่ยวกับการออกแบบและคำนวณ สิ่งก่อสร้าง การศึกษาในสาขานี้จะเน้นในทางด้านงานคำนวณวิเคราะห์ ออกแบบโครงสร้างของสิ่งก่อสร้าง และแรงต้านทานของวัสดุ เพื่อหาวัสดุและขนาดของวัสดุที่เหมาะสมกับงานนั้นๆ งานที่เกี่ยวข้องได้แก่ การก่อสร้างอาคาร เขื่อนหรือสะพาน เป็นต้น

วิศวกรรมก่อสร้างและการจัดการ (Construction Engineering and Management)

ศึกษา เกี่ยวกับการก่อสร้างอาคารเป็นหลัก โดยเน้นศึกษาทางด้านระบบการสร้างอาคาร การวางแผนงาน การประเมินราคาค่าก่อสร้าง นอกจากนี้ ในบางสถาบันจะมีการสอนเกี่ยวกับระบบไฟฟ้า ระบบปรับอากาศและระบบสุขาภิบาลภายในอาคาร

วิศวกรรมขนส่ง (Transportation Engineering)

ศึกษา แยกเป็น 2 สาขาหลักคือระบบและวัสดุ โดยงานทางด้านระบบจะเน้นทางด้านการวางผัง การจราจร และการจัดการทางด้านงานจราจร โดยทำการศึกษาถึงประโยชน์และค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างระบบถนน สำหรับงานทางด้านวัสดุจะเน้นในการศึกษาวัสดุในการทำถนน ได้แก่ คอนกรีตและยางมะตอย เป็นหลัก โดยศึกษาถึงกรรมวิธีในการสร้างถนนและปรับปรุงถนน

วิศวกรรมเทคนิคธรณี (Geotechnical engineering)

ศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติทางด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมของดิน เพื่อการวิเคราะห์ ออกแบบ และแก้ปัญหาด้านวิศวกรรมโยธา

วิศวกรรมธรณี (Geological engineering)

ศึกษา เกี่ยวกับคุณสมบัติทางด้านฟิสิกส์ วิศวกรรมของหิน และธรณีวิทยาประยุกต์ เพื่อการวิเคราะห์ ออกแบบ และแก้ปัญหาด้านวิศวกรรมโยธาและเหมืองแร่

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม (Environmental Engineering)

ศึกษาเกี่ยวกับการจัดการระบบสิ่งแวดล้อมในน้ำและในอากาศ การปรับปรุงคุณภาพของของเสีย

วิศวกรรมแหล่งน้ำ (Water Resource engineering)

ศึกษาเกี่ยวกับงานทางด้านแหล่งน้ำ ปริมาณน้ำฝน และระบบการระบายน้ำ รวมทั้งการก่อสร้างคู คลอง และแม่น้ำ

วิศวกรรมสำรวจ (Survey Engineering)

ศึกษาเกี่ยวกับวิธีการทำรังวัดและงานทางด้านสำรวจ สำหรับใช้ในทางด้านแผนที่ รวมถึงการศึกษาทางด้าน จีพีเอส (GPS) และ ภูมิสารสนเทศ

วิศวกรรมสารสนเทศและการสื่อสาร (อังกฤษ: Information and Communication Engineering (ICE)) เป็นสหวิทยาการทางวิศวกรรมเชิงประยุกต์โดยเป็นสาขาทางวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งเป็นศาสตร์ทางวิศวกรรมว่าด้วยการใช้ความรู้ทางวิศวกรรมในการผลิตระบบ สารสนเทศและระบบการสื่อสาร สำหรับอุตสาหกรรมหรือองค์กรวิสาหกิจที่มีสถาปัตยกรรมเทคโนโลยีสารสนเทศและ สารสนเทศขนาดใหญ่ เช่น อุตสาหกรรมซอฟต์แวร์สำหรับองค์กรวิสาหกิจขนาดใหญ่ ธุรกิจสารสนเทศเพื่อการสื่อสารระดับประเทศ ระบบข้อมูลสารสนเทศดาวเทียม อุตสาหกรรมเกมและศึกษาบันเทิง ระบบเครือข่ายองค์กรวิสาหกิจ วิศวกรรมซอฟต์แวร์ของวิสาหกิจขนาดใหญ่ เป้นต้น

วิศวกรสารสนเทศและการสื่อสารจะมีความรู้ทางด้านวิศวกรรมทั่วไป โดยเน้นความรู้พื้นฐานในการพัฒนาซอฟต์แวร์ วิศวกรรมซอฟต์แวร์ วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ การสื่อสารสารสนเทศ ระบบเครือข่าย ศาสตร์การบริหารจัดการ การประมวลและการจัดการวิสาหกิจ ระบบสารสนเทศ และเทคโนโลยีสารสนเทศ หรือกล่าวได้ว่าเป็นการผนวกรวมองค์ความรู้ทางด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และวิศวกรรมโทรคมนาคม เข้าด้วยกัน

วิศวกรรมสารสนเทศ (Information Engineering) เป็นสาขาทางวิศวกรรมศาสตร์ ว่าด้วยการนำความรู้ทางวิศวกรรมศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในสาขาต่างๆ มาประยุกต์ใช้ในกระบวนการจัดการข้อมูลข่าวสาร ให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อความต้องการของมนุษย์

การจัดการข้อมูลข่าวสาร ในที่นี้นั้นหมายถึงการกระทำใดๆต่อข้อมูล เช่น การจัดเก็บ การรับส่งข้อมูล การประมวลผลข้อมูล เป็นต้น

สาขาวิชาวิศวกรรมสารสนเทศ จะมุ่งเน้นการศึกษาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในสาขาต่างๆ ได้แก่ คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม ตลอดจนถึงสาขาทางวิศวกรรมไฟ้ฟ้าอื่นๆ เช่น ระบบควบคุม เป็นต้น

ยก ตัวอย่างเช่น การประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์แล้วส่งผ่านระบบโครงข่ายการสื่อสารแบบมี สายหรือแบบไร้สายไปยังปลายทาง ตลอดจนการจัดเก็บและการบริหารจัดการข้อมูลสารสนเทศให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด เป็นต้น

วิศวกรรมสมุทรศาสตร์ (อังกฤษ: Oceanic Engineering หรือ Ocean Engineering) เป็นสาขาทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาระบบทางวิศวกรรมที่ซับซ้อน เพื่อใช้กับสภาพแวดล้อมทางทะเล(รวมถึงมหาสมุทร) โดยใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์, วิทยาศาสตร์, วิศวกรรมศาสตร์ทั่วๆไป รวมกับความรู้ทาง ชลพลศาสตร์(hydrodynamics), กลศาสตร์ทางโครงสร้าง (structural mechanics), ปรากฏการณ์การสั่นประเทือน (vibratory phenomina),การแปลงพลังงาน (energy conversion), วัสดุศาสตร์ และ อิเล็กทรอนิกส์

จริงๆ แล้ววิศวกรรมสมุทรศาสตร์เป็นสาขาที่ประยุกต์ความรู้ทางวิศวกรรมหลายๆด้าน เช่นวิศวกรรมเครื่องกล,วิศวกรรมโยธา, วิศวกรรมไฟฟ้า, วิศวกรรมเคมี และวิศวกรรมเสียง(Acoustical Engineering)เข้าด้วยกันกับศาสตร์ทางด้านนาวาสถาปัตยกรรม (Naval Architecture)และวิทยาศาสตร์ทางทะเล (Ocean Science)

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม เป็นงานทางวิศวกรรมที่เกี่ยวกับการศึกษา วิเคราะห์ ออกแบบ ก่อสร้าง ควบคุมดูแลระบบเพื่อแก้ไขปัญหาทางสิ่งแวดล้อม เช่น มลภาวะทางน้ำ อากาศ เสียง ขยะ สารพิษอันตราย รวมทั้งงานที่เกี่ยวกับ ระบบประปา ระบบท่อภายในอาคาร งานสุขาภิบาล งานศึกษาผลกระทบสิ่งแวดล้อม