Ingenieurwissenschaften (lat. Ingenium, Kriegsgerät bzw. Ingenarius, Zeugmeister), diejenigen Wissenschaften aus den Anwendungswissenschaften, die sich mit der Konstruktion und Herstellung von Produkten, Anlagen und anderen technischen Erzeugnissen beschäftigen und dabei naturwissenschaftliche Erkenntnisse praktisch in einem industriell-rationellen Umfeld anwenden. Die klass. Ingenieurwissenschaften sind das Bauingenieurwesen, der Maschinenbau und die Elektrotechnik.

Zwischen diesen klass. Fächern untereinander sowie zu angrenzenden Wissenschaften besteht ein weites Feld für Überschneidungen, in denen sich Mischfächer herausbilden. Ein "klassisches" Mischfach ist der Bergbau, in jüngerer Zeit entstanden bspw. die Feinwerktechnik, Mechatronik, Chemieingenieurwesen, Wirtschaftsingenieurwesen etc.

Selbstverständnis

Die Ingenieurwissenschaften verstehen sich als angewandte Wissenschaften. Es wird auch in großem Ausmaß Grundlagenforschung betrieben, aber das Hauptaugenmerk liegt letztlich auf der prakt. Umsetzung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse bei der Realisierung technischer Erzeugnisse zum Nutzen der Menschen. Ingeniermäßiges Handeln ist strukturiertes Vorgehen zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse im Rahmen limitierter Resourcen, insbesondere von Zeit, Personal, Material und letztlich Kapital.

Die Ingenieurwissenschaften erheben dabei nicht den Anspruch, eine exakte Wissenschaft im eigentlichen Sinne zu sein: Zu viele der Grundlagen, die bei der prakt. 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 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.

Ingenieure bedienen sich somit bei der Bearbeitung von planerischen Aufgaben einerseits Erkenntnissen aus der Wissenschaft (in erster Linie der Mathematik und anderer mathematisch-physikalisch dominierter Disziplinen), andererseits ist eine nichtwissenschaftl. vermittelbare techn. Erfahrung und Kreativität für ihre Tätigkeit unabdingbar.

Grundlegend gewandelt haben sich die Ingenieurwissenschaften durch die weite Verbreitung der Computer. Versuche, mit denen in der Vergangenheit die konstruktiven Annahmen überprüft werden mussten bzw. die Daten für die Konstruktion lieferten (etwa die Festigkeit eines Stahlträgers), werden heute in großem Maße numerische Simulation am Computer ersetzt.

Ausbildung und berufl. Perspektiven

Ingenieurwissenschaften werden in Deutschland primär an Universitäten und Fachhochschulen gelehrt. Die Studiengänge schließen klassischerweise ab mit einem mit einem Diplom (Universität) bzw. Fachhochschuldiplom. Seit dem Beginn des Jahrhunderts werden verstärkt auch Bachelor- und Master-Studiengänge angeboten. In Österreich kann z.T. auch mit einem Magister abgeschlossen werden. Bis zu ihrer Ablösung durch die Fachhhochschulen in den frühen 1970er Jahren waren Ingenieurschulen verbreitet, die als Abschluss den sog. graduierten Ingenieur (Ing. Grad.) verliehen. Heute sind einige Berufsakademien in der Ingenieursausbildung tätig.

Ca. 11% der Studierenden an Universitäten, ca. 39% der Studierenden an Fachhochschulen sind an ingenieurwiss. Fakultäten eingeschrieben. Der Frauenanteil ist noch immer gering und liegt je nach Studiengang zwischen 5% und 30%.

Ingenieure werden in erster Linie in den Konstruktionsabteilungen entsprechender Unternehmen eingesetzt. Auch im techn. Vertrieb, der Projektierung und dem Einkauf in solchen Unternehmen sind überwiegend Ingenieure angestellt. Gute Aufstiegschancen bestehen bis unterhalb der ersten Führungsebene, in der Ingenieure eher selten - wenn, dann aufgrund einer Rolle als Gründer oder Eigentümer - vertreten sind.

Aufgliederung

Grundlagenfächer

Die Mathematik ist wichtigstes Grundlagenfach der Ingenieure. Viele Probleme insb. aus dem Bereich der Mechanik erfordern zumindest prinzipiell das Lösen komplexer Gleichungssysteme. Zum Verständnis der theoretischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften sind solche Fähigkeiten erforderlich; insb. Kenntnisse der Integral- und Differentialrechnung sowie der Umgang mit Differentialgleichungen sind unabdingbar. Für die Praxis sind dagegen mathematische Fähigkeiten, die über überschlagsweise Berechnungen hinausgehen, kaum mehr von Belang. Bereits in der Vergangenheit wurde häufig mit Tabellenwerken oder grafischen Lösungsmethoden gearbeitet. Heute werden in den Ingenieurwissenschaften fast alle Berechnungsaufgaben von Computern übernommen (für die Entwicklung der entsprechenden Software sind die mathemat. Fähigkeiten dann wiederum notwendig).

Neben der Mathematik sind die Ingenieurwissenschaften eng an die Physik angebunden. Auch die Chemie (z. B. im Werkstoff- und Baustoffbereich) oder die Geologie (im Bereich des Bauingenieurwesens) steuern Grundlagen bei.

Auf diesen naturwissenschaftl. bauen die ingenieurwissenschaftl. Grundlagenfächer auf. Hier wären insbesondere die Mechanik (mit den Teilbereichen der Statik und Dynamik) zu nennen, die angewandte Thermodynamik und die Elektrotechnik. Dazu gesellen sich methodenorientierte Grundlagenfächer wie beispielsweise die Konstruktionslehre, sowie ergänzendes Basiswissen aus der Betriebswirtschaft und Informatik.

Bauingenieurwesen

Das Bauingenieurwesen beschäftigt sich mit der techn. Realiserung von Gebäuden. Während die Architektur die kreativ-künstler. Aspekte des Bauens betont, fokussiert das Bauingenieurwesen die konkrete Umsetzung. Im weitesten Sinne umfasst es die Grundlagenfächer Mechanik, Strömungslehre, Festigkeitslehre, Baustoffkunde. Fachrichtungen sind im wesentl. Hochbau, Konstruktiver Ingenieurbau, Geotechnik, Wasser und Umwelt, Verkehrswesen, Baubetrieb und Bauwirtschaft sowie Bauinformatik.

Maschinenbau

Der Maschinenbau beschäftigt sich im wesentl. mit allen techn. Produkten, bei denen die Bewegbarkeit ein wesentlicher Seinsbestandteil ist. Grundlagenfächer sind hier Mechanik, Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Thermodynamik, Strömungslehre, Konstruktionslehre, Regelungstechnik (einschl. Steuerungstechnik), Messtechnik und zunehmend bedeutsam auch elektronische Datenverarbeitung. Aus der Kombination vertieften Grundlagenstudiums und Kernfächern wie insb. Maschinenelemente, Maschinendynamik, Fluidenergiemaschinen, Wärmekraftmaschinen (speziell Strömungsmaschinen und Kolbenmaschinen), Verfahrenstechnik und Apparatebau sowie Fluidantrieben ergeben sich unterschiedliche Fachrichtungen, im wesentl. sind hier zu nennen Anlagenbau und Verfahrenstechnik, Energietechnik, Klimatechnik, Fertigungstechnik, Fördertechnik, Kraftfahrzeugtechnik sowie Luft- und Raumfahrttechnik

Elektrotechnik

Die Elektrotechnik beschäftigt sich mit denjenigen Produkten, deren Funktion im weitesten Sinne vom Fließen elektr. Ströme bestimmt ist. Aus den Grundlagenfächern Bauelemente, Netzwerke, Theoretische Elektrotechnik, Technische Informatik entwickeln sich auf Basis von Analogtechnik, Digitaltechnik, Elektronische Bauelemente, Elektrische Maschinen und Antriebe, Leistungselektronik, Hochspannungstechnik, Mechatronik die groben Fachrichtungen der Elektronik, Energietechnik, Nachrichtentechnik und Hochfrequenztechnik.

Sonder- und Grenzbereiche

Als wichtige Sonderbereiche der Ingenieurwissenschaften sind zu nennen: Die Feinwerktechnik/Mechatronik, die physikalische Technik, die Geodäsie, die Bergbauwissenschaften, die Medizintechnik, die Chemietechnik, die Stadt- und Raumplanung, und das Wirtschaftsingenieurwesen.

Geschichte

Erste Ingenieure waren als leitende Beamte bereits auf den Baustellen der ägyptischen Pyramiden tätig. Die Römer bedienten sich beim Bau ihrer Aquädukte der Kenntnisse und der Erfahrungen ihrer Ingenieure, ohne die solche Bauwerke nicht möglich gewesen wären.

Wie in vielen anderen Bereich, verfielen diese Kenntnisse mit der Völkerwanderungszeit. Im Mittelalter waren technische wie handwerkliche Tätigkeiten, abfällig als "mechanische Künste" tituliert, nur wenig angesehen. Dies änderte sich erst mit der Renaissance, als Wissenschaft an sich und Technik im Besonderen zunehmend auch als wohlfahrtsfördernde Phänomene ins Blickfeld rückten. Das weltweit erste Patentgesetz, 1474 in Venedig erlassen, verdeutlicht diesen Wandel.

In der frühen Neuzeit traten dann erstmals Ingenieure im eigentl. Sinne auf, die sich anderes als die techn./naturwissenschaftl. Universalgelehrten der Renaissance vorwiegend mit der Technik befassten, diese systematisierten und einzelne Wissensgebiet schriftl. und zeichner. zu fixieren suchen. An den Fürstenhäusern werden Ingenieure als solche erstmals im 16. Jh. eingesetzt: Insbesondere die Kriegs(maschinen)technik, der Hochbau, der Bergbau und die Be- wie Entwässerungstechnik sind nachgefragte Betätigungsfelder.

Die heutige Berufsbezeichnung wurde von dem franz. Festungsbaumeister Vauban im 17. Jahrhundert geprägt. Eine massive Ausweitung erfuhr der Ingenieurberuf mit der industriellen Revolution, die eine weitere Spezialisierung der Ingenieure mit sich brachte. Die damaligen Ingenieure rekrutierten sich oft genug aus dem Arbeiterstamm der entstehenden Fabriken; ein Umstand, welcher der akadem. Anerkennung der Ingenieure zunächst im Wege stand. Andererseits löste die praktische Orientierung der Ingenieure auch bei den damaligen Naturwissenschaften inhaltliche Impulse aus, was zu einer allmählichen Emanzipation der technischen Wissenschaften führte.

Literatur

• W. Beitz, K.-H. Küttner (Hrsg.): Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau
• Horst Czichos, Manfred Hennecke (Hrsg.): Hütte: Das Ingenieurwissen
• Heindl, G. u. Higatsberger, M.: Dem Ingenieur ist nichts zu schwer, oder Technik und Industrie in Anekdoten, Paul Neff-Verlag Wien, ISBN 3-7014-0754-1