Ingenieurwissenschaft

Als Ingenieurwissenschaften werden diejenigen Wissenschaften bezeichnet, die sich mit der technischen Entwicklung und Konstruktion von (meist industriell einsetz- oder fertigbaren) Produkten beschäftigen und dabei naturwissenschaftliche Erkenntnisse praktisch anwenden. Die klassischen Ingenieurwissenschaften sind das Bauingenieurwesen, der Maschinenbau und die Elektrotechnik. Hinzugezählt werden auch die jüngeren Studiengänge Sicherheitstechnik, Haus- und Gebäudetechnik, das Chemieingenieurwesen sowie die Feinwerktechnik. Es existieren in unterschiedlichen Bereichen Überschneidungen zwischen diesen Disziplinen, so dass die Übergänge fließend sind.

Strittig ist, inwieweit das Wirtschaftsingenieurwesen als Kombinations- und Randfach zur Betriebswirtschaftslehre in technischen Umfeldern und die Informatik Ingenieurwissenschaften seien.

Selbstverständnis

Die Ingenieurwissenschaften verstehen sich als angewandte Wissenschaften. Es wird auch Grundlagenforschung betrieben, aber das Hauptaugenmerk liegt auf der praktischen Umsetzung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse bei der Realisierung technischer Produkte.

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 Universitäten und Fachhochschulen (früher: Ingenieurschulen) sowie Berufsakademien gelehrt. Die Studiengänge schließen mit einem Bachelor, Diplom (FH), Master, Diplom, Diplom (BA) in Österreich z.T. auch mit einem Magister, ab.

An den bis in die frühen 1970er Jahren üblichen Ingenieurschulen (heute in Deutschland durch Fachhochschulen, in Österreich durch Höhere Technische Lehranstalten (sog. HTLs) ersetzt) gab es den Ing. Grad., den graduierten Ingenieur als Abschluss.

Die Studienabschlüsse der Universitäten und Fachhochschulen sind akademische Grade, die der Berufsakademien nicht.

Im Jahre 2005 wurde die Studie "Indikatoren zur Ausbildung im Hochschulbereich veröffentlicht". Derzufolge gefährdet der Mangel an jungen Ingenieuren sogar den Technologiestandort Deutschland. Im Vergleich der OECD-Länder weise Deutschland in den letzten Jahren zwar einen starken Zuwachs in der Anfängerquote bei den Ingenieurwissenschaften auf, sie bleibe jedoch immer noch weit hinter dem Niveau anderer Länder zurück.

Die Fächergruppe Mathematik/Naturwissenschaften verzeichnete einen Zuwachs von mehr als 1000 Absolventen, ebenso stieg die Anzahl der Informatiker. Physiker und Chemiker liegen jedoch auf stark niedrigem Niveau, was die Anzahl der Absolventen betrifft.

Als besonders problematisch wird die Situation in den Ingenieurwissenschaften beschrieben. Nur noch 18,1 Prozent der Hochschulabsolventen verfügen über einen ingenieurwissenschaftlichen Studienabschluß. Die Zahl der Absolventen betrug im Jahre 2003 rund 33.000.

Die Berufschancen für Ingenieurwissenschaftler werden als "sehr günstig" eingestuft. Ein Jahr nach dem Studienabschluß stehen der Expertise "Bericht zur technologischen Leistungsfähigkeit Deutschlands 2005" zufolge mehr als 90 Prozent der Ingenieure und Informatiker in einem regulären Erwerbsverhältnis.

Es wird demnach ausdrücklich empfohlen, bei jungen Menschen das Interesse für die Aufnahme eines Studiums in den für die technologische Leistungsfähigkeit Deutschlands wichtigen Bereichen zu wecken und insbesondere Frauen für die technischen Berufe zu mobilisieren.

Die naturwissenschaftlichen Grundlagenfächer, auf denen die Ingenieurwissenschaften aufbauen, sind insbesondere die Mathematik und die Physik, aber auch die Chemie (z.B. im Werkstoff- und Baustoffbereich) oder die 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
      7. Schweißtechnik
3. Elektrotechnik
   1. Grundlagenfächer: Mathematik, Physik, Chemie, 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
         2. Leistungselektronik
         3. Energieerzeugung
         4. Antriebstechnik
      3. Nachrichtentechnik
         1. Technische Informatik
         2. Computertechnik
         3. Signaltheorie und -verarbeitung
         4. Informationstheorie
         5. Kryptologie
      4. Hochfrequenztechnik
         1. Funktechnik
         2. Radio- und Fernsehtechnik
      5. Automatisierungstechnik
         1. Steuerungs- und Regelungstechnik
         2. Kybernetik
         3. Sensorik
         4. Umwelt- und Messtechnik
         5. Netzleittechnik
4. Chemieingenieurwesen / Bioingenieurwesen / Verfahrenstechnik
   1. Grundlagenfächer: Mathematik, Chemie, Physik, Physikalische Chemie, Technische Mechanik und Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Thermodynamik, Strömungslehre, Konstruktionslehre, Regelungstechnik, Meßtechnik gelegentlich auch Biochemie, Mikrobiologie und Genetik / Gentechnik
   2. Kernfächer:
      1. Apparatetechnik / Anlagentechnik / Anlagenbau
      2. Bioverfahrenstechnik
      3. Mechanische Verfahrenstechnik
      4. Reaktionstechnik
      5. Strömungsmechanik
      6. (Technische) Thermodynamik
      7. Trennverfahren
      8. Umwelttechnik
   3. Spezialisierungsrichtungen:
      1. Anlagensteuerungstechnik
      2. Bioingenieurwesen
      3. Chemieapparatebau
      4. Hochdruckverfahrenstechnik
      5. Kältetechnik
      6. Katalysatorenentwicklung
      7. Lebensmitteltechnik / Lebensmittelverfahrenstechnik
      8. Partikeltechnik
      9. Förderungstechnik
      10. Sicherheitstechnik
      11. Technische Chemie
      12. Verbrennungstechnik
      13. Wassertechnologie
5. Sonder- und Grenzbereiche:
   1. Feinwerktechnik interdisziplinäres Fachgebiet (Maschinenbau, Elektronik, Technische Optik u.a.)
   2. physikalische Technik interdisziplinäres Fachgebiet (Maschinenbau, Elektrotechnik, Vakuumtechnik,Optik, Akustik, u.a.)
   3. Vermessungstechnik, Landkartentechnik (Überschneidung mit Geowissenschaften)
   4. Bergbau und Metallurgie
   5. Zur Informatik: Ingenieursbezogene Informatik (CAD, Wirtschaftsinformatik, Medieninformatik, etc.)
   6. Zur Medizin: Medizintechnik
   7. Mechatronik
   8. Zur Architektur: Stadtplanung, Raumplanung, Verkehr, Straßenbau
   9. Agrar- und Gartenbauwissenschaften
   10. Militärtechnik

Literatur

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

See also: Ingenieurwissenschaft, 2003, 2005, Agrarwissenschaft, Akustik, Analogtechnik, Angewandte Wissenschaft, Anlagenbau, Antriebstechnik, Automatisierungstechnik