GENERALIDADES
DE LA MECATRÓNICA.
Características
Características
comunes de estos productos mecatrónicos: Mecanismo de precisión. Control de
software mediante medios electrónicos, principalmente mediante
microcomputadores. Necesarios para tecnología de producción precisa y avanzada
Concepto
de mecatrónica.
La
mecatrónica de por sí no apunta a ser precisamente una tecnología y/o
ingeniería, es la síntesis de tecnologías, usando no solamente tecnología
mecánica convencional, sino también tecnología de ingeniería existente tal como
electrónica, ingeniería de sistemas, etc. Libremente para los propósitos
necesarios. O sea, se requieren dos conceptos básicos para mezclar las
tecnologías en este rango amplio y organizarlas, el concepto de sistema y el de
interface. Las características del sistema mecatrónico son: mecanismo preciso
de operación como elemento componente de la función principal, y del propósito
más importante, y la función de información de control avanzada. Donde los
elementos componentes ejecutan cada una de las funciones independientemente. La
comparación entre los elementos componentes del sistema mecatrónico y los del
ser humano. El computador responde al cerebro, los sensores a los cinco
sentidos, los ejecutores a los músculos, el mecanismo al esqueleto, y la fuente
de energía al metabolismo. Ya que el robot es el típico sistema mecatrónica que
logra hacer actividades humanas con la ingeniería, la meta del sistema
mecatrónico es el desarrollado bien balanceado y la conexión orgánica.
1.1 DESARROLLO HISTORICO DE LA MECATRONICA
La
mecatrónica es el conjunto de la mecánica de presión, electrónica, informática
y los sistemas de control.
El principal objetivo de la mecatrónica es el diseño de procesos automatizados.
Antecedentes
La ingeniería a avanzado junto con el ser humano, se dice que el primer gran paso fue cuando implemento por primera vez herramientas para la casería, no fue si no hasta a mediados del siglo XVIII y principios del siglo XIX cuando se vio nacer a la mecatrónica.
Gracias a la revolución industrial surge la producción en serie, la aplicación de la ciencia y tecnología para la mejora de los procesos industriales de esa época, y la implementación de fuentes energéticas más eficientes (carbón y vapor).Con el paso del tiempo fue introducida la electrónica e informática para mejorar la producción e incrementar la seguridad, velocidad y calidad de la producción.
El desarrollo de la mecatrónica con la implementación sinérgicamente de materias como: electrónica, informática y mecánica han surgido recientemente.
En 1936 Alan Turing un matemático, informantico teórico, criptógrafo y filósofo ingles considerado el padre de la informática moderna trabajo con gran relevancia en el área de la cibernética la cual es una disciplina que tiene como finalidad el estudio de los sistemas reguladores, después de 10 años en 1946 el inventor americano George Charles Devol el cual creó el CNC (control numérico computarizado), este es un sistema capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas. Esto dio paso a las autónomas programables desarrolladas por Bedford Associates (primeros PLC´s) en 1968 y finalmente en 1971 la empresa japonesa YASKAWA acuña el término “mecatrónica” y lo publica en 1982.
En la actualidad la mecatrónica es fundamental tanto para la industria como para la vida cotidiana con la innovación de sistemas de trasporte, sistemas de manufactura, máquinas de control numérico, nanomaquinas y por supuesto robots.
Hoy en día se toma a la meca trónica como una carrera tanto tecnológica como ingeniera que a la vez une la carrera de mecánica, de electrónica y algunas cosas de informática; los expertos dicen que tiene un enfoque basado en un sistema de comunicación abierto que vemos cada día que crean diseños vanguardistas.
El principal objetivo de la mecatrónica es el diseño de procesos automatizados.
Antecedentes
La ingeniería a avanzado junto con el ser humano, se dice que el primer gran paso fue cuando implemento por primera vez herramientas para la casería, no fue si no hasta a mediados del siglo XVIII y principios del siglo XIX cuando se vio nacer a la mecatrónica.
Gracias a la revolución industrial surge la producción en serie, la aplicación de la ciencia y tecnología para la mejora de los procesos industriales de esa época, y la implementación de fuentes energéticas más eficientes (carbón y vapor).Con el paso del tiempo fue introducida la electrónica e informática para mejorar la producción e incrementar la seguridad, velocidad y calidad de la producción.
El desarrollo de la mecatrónica con la implementación sinérgicamente de materias como: electrónica, informática y mecánica han surgido recientemente.
En 1936 Alan Turing un matemático, informantico teórico, criptógrafo y filósofo ingles considerado el padre de la informática moderna trabajo con gran relevancia en el área de la cibernética la cual es una disciplina que tiene como finalidad el estudio de los sistemas reguladores, después de 10 años en 1946 el inventor americano George Charles Devol el cual creó el CNC (control numérico computarizado), este es un sistema capaz de dirigir el posicionamiento de un órgano mecánico móvil mediante órdenes elaboradas. Esto dio paso a las autónomas programables desarrolladas por Bedford Associates (primeros PLC´s) en 1968 y finalmente en 1971 la empresa japonesa YASKAWA acuña el término “mecatrónica” y lo publica en 1982.
En la actualidad la mecatrónica es fundamental tanto para la industria como para la vida cotidiana con la innovación de sistemas de trasporte, sistemas de manufactura, máquinas de control numérico, nanomaquinas y por supuesto robots.
Hoy en día se toma a la meca trónica como una carrera tanto tecnológica como ingeniera que a la vez une la carrera de mecánica, de electrónica y algunas cosas de informática; los expertos dicen que tiene un enfoque basado en un sistema de comunicación abierto que vemos cada día que crean diseños vanguardistas.
1.2 Panorama general de la
carrera Ingeniero en mecatrónica
La necesidad de crear procesos de manufactura, bienes de capital y productos
cada vez más especializados en el área industrial, así como la creación de
productos y sistemas mecánicos de uso cotidiano, ha llevado al hombre a
trabajar en forma multidisciplinaria para la creación de dichas tecnologías. La
integración cada vez más creciente de los sistemas diseñados y creados con la
mecánica y la electrónica han llevado a la fusión de estas disciplinas formándose
una nueva llamada mecatrónica, misma que está siendo aplicada tanto en la
automatización y control de las fábricas, como en productos y aparatos de uso
cotidiano.
La creciente demanda por parte de la industria e instituciones de investigación ha creado la necesidad de preparar profesionales que se incorporen a los acelerados progresos y cambios de la tecnología. El concepto actual de mecatrónica representa un paso más en la evolución del “saber-hacer” tecnológico, lo cual trae como consecuencia que cambien las formas de trabajo, de investigar, de desarrollar, de operar y de dar mantenimiento. Así pues, la Ingeniería Mecatrónica se encarga de dicha necesidad, la cual nos obliga a formar profesionales modernos y multidisciplinarios.
El objetivo de la carrera de ingeniería mecatrónica es formar profesionales de alto nivel, capaces de trabajar a través de las fronteras de las disciplinas componentes (ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, y la ciencia de la computación / tecnología de la información), para identificar y usar la combinación correcta de tecnologías, como la mecánica de precisión, el control y los sistemas de cómputo que provean la solución óptima al desarrollo de productos, procesos y sistemas autónomos, programables e inteligentes.
El acelerado desarrollo tecnológico ha provocado que los bienes y herramientas se hayan convertido en los más sofisticados dispositivos, ya que hasta los aparatos de uso cotidiano más simples utilizan mecanismos precisos, controlados por sistemas electrónicos y por sistemas de información computarizados. Los ejemplos van desde las cámaras fotográficas y aparatos electrodomésticos hasta vehículos aeroespaciales. Todos estos han incidido de manera importante en aspectos sociales y económicos de las actividades humanas.
Así, el ámbito de acción del ingeniero mecatrónico comprende tanto los aspectos relacionados con la mecánica de precisión como los sistemas de control electrónicos y las tecnologías de información computarizadas.
Entre las principales actividades que realiza se encuentran:
Diseñar, fabricar, implantar y controlar equipos y sistemas de producción en la micro, pequeña y gran industria.
Diseñar e implantar sistemas de automatización y robotización de procesos y líneas de producción en la industria en general.
Diseñar equipo de bioingeniería utilizando mecánica de precisión y electrónica de control.
Diseño y mejora de productos mecatrónicos.
Desarrollo de investigación en las áreas de la mecatrónica.
Modernización del sector productivo y de servicios.
Este profesional desarrolla su tarea principalmente en el sector productivo y de desarrollo tecnológico, y en menor medida en el sector de servicios.
Su quehacer es muy amplio, lo que le permite interactuar con profesionales de diversas áreas, como ingenieros mecánicos, industriales, electrónicos, en computación, químicos, petroleros, entre otros.
La creciente demanda por parte de la industria e instituciones de investigación ha creado la necesidad de preparar profesionales que se incorporen a los acelerados progresos y cambios de la tecnología. El concepto actual de mecatrónica representa un paso más en la evolución del “saber-hacer” tecnológico, lo cual trae como consecuencia que cambien las formas de trabajo, de investigar, de desarrollar, de operar y de dar mantenimiento. Así pues, la Ingeniería Mecatrónica se encarga de dicha necesidad, la cual nos obliga a formar profesionales modernos y multidisciplinarios.
El objetivo de la carrera de ingeniería mecatrónica es formar profesionales de alto nivel, capaces de trabajar a través de las fronteras de las disciplinas componentes (ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, y la ciencia de la computación / tecnología de la información), para identificar y usar la combinación correcta de tecnologías, como la mecánica de precisión, el control y los sistemas de cómputo que provean la solución óptima al desarrollo de productos, procesos y sistemas autónomos, programables e inteligentes.
El acelerado desarrollo tecnológico ha provocado que los bienes y herramientas se hayan convertido en los más sofisticados dispositivos, ya que hasta los aparatos de uso cotidiano más simples utilizan mecanismos precisos, controlados por sistemas electrónicos y por sistemas de información computarizados. Los ejemplos van desde las cámaras fotográficas y aparatos electrodomésticos hasta vehículos aeroespaciales. Todos estos han incidido de manera importante en aspectos sociales y económicos de las actividades humanas.
Así, el ámbito de acción del ingeniero mecatrónico comprende tanto los aspectos relacionados con la mecánica de precisión como los sistemas de control electrónicos y las tecnologías de información computarizadas.
Entre las principales actividades que realiza se encuentran:
Diseñar, fabricar, implantar y controlar equipos y sistemas de producción en la micro, pequeña y gran industria.
Diseñar e implantar sistemas de automatización y robotización de procesos y líneas de producción en la industria en general.
Diseñar equipo de bioingeniería utilizando mecánica de precisión y electrónica de control.
Diseño y mejora de productos mecatrónicos.
Desarrollo de investigación en las áreas de la mecatrónica.
Modernización del sector productivo y de servicios.
Este profesional desarrolla su tarea principalmente en el sector productivo y de desarrollo tecnológico, y en menor medida en el sector de servicios.
Su quehacer es muy amplio, lo que le permite interactuar con profesionales de diversas áreas, como ingenieros mecánicos, industriales, electrónicos, en computación, químicos, petroleros, entre otros.
1.3 Perfil y campo de desarrollo del ingeniero en mecatrónica
El Mecatrónico es un líder de
proyectos de diseño, construcción e implantación de nuevos productos o
procesos inteligentes que requieran de conocimientos de mecánica de
precisión, instrumentación electrónica, ingeniería de control y diseño computarizado aplicados
principalmente a la manufactura, servicios y enseres.
Su mayor cualidad es saber conocer y aplicar la combinación perfecta de las diferentes tecnologías para crear nuevos productos inteligentes y liderar equipos de proyectos conformados por diferentes tipos de ingenieros, aprovechando las ventajas de conocimientos especializados de cada uno de ellos para realizar complejos sistemas que un sólo tipo de ingenieros no podría hacer, pues se tiene el conocimiento clave de cómo integrar cada uno de ellos.
Puede trabajar en diversas áreas dentro de las industrias. El IMT trabajará en
industrias donde se emplee alta tecnología de manufactura; tal es el caso de las compañías manufactureras de productos electrónicos (Thomson Consumer Electronics, Nortel Networks, Celestica, etc.); de ensamble y diseño automotriz (Delphi, Chrylser, VW); y, en general, toda industria que haga uso o diseñe equipos mecánicos de alta precisión en el que se integre el uso de nuevas tecnologías de control automático.
También puede trabajar en empresas donde se requiera optimizar el proceso de producción mediante el uso de tecnología avanzada, o en áreas de diseño de producto donde se requiera de integración de tecnologías de automatización, robótica, electrónica y mecánica.
El mercado de trabajo de quienes cursen esta especialidad incluye centros de diseño, así como empresas que requieran de los servicios de un ingeniero especializado en el uso de sistemas mecánicos controlados por sistemas de control avanzado (por ejemplo, por computadoras).
Más concretamente, existe un número importante de empresas basadas en equipos mecatrónicos que requieren de individuos con esta especialidad para puesta en marcha de plantas, ajuste de equipos, programas de desarrollo de nuevos productos, automatización de plantas y procesos, etc.
El campo de trabajo actual y potencial del ingeniero mecatrónico es muy amplio, ya que va desde la automatización de operaciones en microempresas hasta la completa automatización y control de líneas de producción en grandes empresas, desde el diseño de productos sencillos de uso cotidiano hasta el diseño de sofisticados equipos con tecnología de punta.
El ingeniero mecatrónico trabaja en ámbitos relacionados con la mecánica de precisión, los sistemas de control electrónicos y los sistemas de información computarizados, tanto en el sector público como en el privado, de producción y de servicios, diseñando, controlando e implantando dichos sistemas.
Otras áreas laborales se ubican en las industrias manufacturera, petrolera, de
generación de energía eléctrica, minera, siderúrgica, agroindustrial, de alimentación y salud, así como en los servicios de transporte.
También es posible el ejercicio independiente de la profesión; la formación de su propia empresa; el trabajo en centros de investigación y en instituciones de educación superior.
Es importante señalar que las posibilidades de contratación de los egresados están en función de la necesidad de crecimiento y modernización de la industria y los servicios, ya que son precisamente los ingenieros mecatrónicos los promotores y actores principales de esta modernización.
El campo laboral de los ingenieros mecatrónicos está compuesto no sólo por aquellas industrias en donde se utiliza el control, la automatización, la robótica y el diseño de máquinas, sino también por aquellas donde se realiza el diseño de productos. Se requieren expertos en mecatrónica cuyos conocimientos les permitan dominar el proceso completo de diseño de
productos y procesos, respondiendo así a las necesidades de la nación y la industria.
Su mayor cualidad es saber conocer y aplicar la combinación perfecta de las diferentes tecnologías para crear nuevos productos inteligentes y liderar equipos de proyectos conformados por diferentes tipos de ingenieros, aprovechando las ventajas de conocimientos especializados de cada uno de ellos para realizar complejos sistemas que un sólo tipo de ingenieros no podría hacer, pues se tiene el conocimiento clave de cómo integrar cada uno de ellos.
Puede trabajar en diversas áreas dentro de las industrias. El IMT trabajará en
industrias donde se emplee alta tecnología de manufactura; tal es el caso de las compañías manufactureras de productos electrónicos (Thomson Consumer Electronics, Nortel Networks, Celestica, etc.); de ensamble y diseño automotriz (Delphi, Chrylser, VW); y, en general, toda industria que haga uso o diseñe equipos mecánicos de alta precisión en el que se integre el uso de nuevas tecnologías de control automático.
También puede trabajar en empresas donde se requiera optimizar el proceso de producción mediante el uso de tecnología avanzada, o en áreas de diseño de producto donde se requiera de integración de tecnologías de automatización, robótica, electrónica y mecánica.
El mercado de trabajo de quienes cursen esta especialidad incluye centros de diseño, así como empresas que requieran de los servicios de un ingeniero especializado en el uso de sistemas mecánicos controlados por sistemas de control avanzado (por ejemplo, por computadoras).
Más concretamente, existe un número importante de empresas basadas en equipos mecatrónicos que requieren de individuos con esta especialidad para puesta en marcha de plantas, ajuste de equipos, programas de desarrollo de nuevos productos, automatización de plantas y procesos, etc.
El campo de trabajo actual y potencial del ingeniero mecatrónico es muy amplio, ya que va desde la automatización de operaciones en microempresas hasta la completa automatización y control de líneas de producción en grandes empresas, desde el diseño de productos sencillos de uso cotidiano hasta el diseño de sofisticados equipos con tecnología de punta.
El ingeniero mecatrónico trabaja en ámbitos relacionados con la mecánica de precisión, los sistemas de control electrónicos y los sistemas de información computarizados, tanto en el sector público como en el privado, de producción y de servicios, diseñando, controlando e implantando dichos sistemas.
Otras áreas laborales se ubican en las industrias manufacturera, petrolera, de
generación de energía eléctrica, minera, siderúrgica, agroindustrial, de alimentación y salud, así como en los servicios de transporte.
También es posible el ejercicio independiente de la profesión; la formación de su propia empresa; el trabajo en centros de investigación y en instituciones de educación superior.
Es importante señalar que las posibilidades de contratación de los egresados están en función de la necesidad de crecimiento y modernización de la industria y los servicios, ya que son precisamente los ingenieros mecatrónicos los promotores y actores principales de esta modernización.
El campo laboral de los ingenieros mecatrónicos está compuesto no sólo por aquellas industrias en donde se utiliza el control, la automatización, la robótica y el diseño de máquinas, sino también por aquellas donde se realiza el diseño de productos. Se requieren expertos en mecatrónica cuyos conocimientos les permitan dominar el proceso completo de diseño de
productos y procesos, respondiendo así a las necesidades de la nación y la industria.
1.4 Conceptos de ciencia e
ingeniería
Ciencia
Definición:
Es el conjunto de conocimientos sistemáticamente estructurados obtenidos mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación en ámbitos específicos, de los cuales se generan preguntas, se construyen hipótesis, se deducen principios y se elaboran leyes generales y esquemas metódicamente organizados.
15 características:
1. El conocimiento científico es fáctico
2. El conocimiento científico trasciende los hechos
3. La ciencia es analítica
4. La investigación científica es especializada
5. El conocimiento científico es claro y preciso
6. El conocimiento científico es comunicable
7. El conocimiento científico es verificable
8. La investigación científica es metódica
9. El conocimiento científico es sistemático
10. El conocimiento científico es general
11. El conocimiento científico es legal
12. La ciencia es explicativa
13. El conocimiento científico es predictivo
14. El conocimiento científico es objetivo
15. El conocimiento científico es crítico
Clasificaciones de la ciencia:
Ciencias formales: Estudian las formas válidas de inferencia: lógica - matemática. No tienen contenido concreto; es un contenido formal, en contraposición al resto de las ciencias fácticas o empíricas.
Ciencias naturales: Son aquellas disciplinas científicas que tienen por objeto el estudio de la naturaleza: astronomía, biología, física, geología, química, geografía física y otras.
Ciencias sociales: Son aquellas disciplinas que se ocupan de los aspectos del ser humano - cultura y sociedad- El método depende de cada disciplina particular: administración, antropología, ciencia política, demografía, economía, derecho, historia, psicología, sociología, geografía humana, trabajo social y otras.
Ingeniería
La ingeniería es el conjunto de
conocimientos y técnicas científicas aplicadas a la creación, perfeccionamiento
e implementación de estructuras (tanto físicas como teóricas) para la
resolución de problemas que afectan la actividad cotidiana de la sociedad.
Aunque se considera una disciplina muy antigua, actualmente se obtiene en las
universidades del mundo en su nivel básico de Diplomado, así como Licenciatura,
llegando a especialidades; extendiendose a niveles superiores como Posgrado,
Maestrías y Doctorado.
Para ella, el estudio, conocimiento, manejo y dominio de las matemáticas, la física y otras ciencias es aplicado profesionalmente tanto para el desarrollo de tecnologías, como para el manejo eficiente de recursos y fuerzas de la naturaleza en beneficio de la sociedad. La ingeniería es la actividad de transformar el conocimiento en algo práctico.
Otra característica que define a la ingeniería es la aplicación de los conocimientos científicos a la invención o perfeccionamiento de nuevas técnicas. Esta aplicación se caracteriza por usar el ingenio principalmente de una manera más pragmática y ágil que el método científico, puesto que la ingeniería, como actividad, está limitada al tiempo y recursos dados por el entorno en que ella se desenvuelve.
Su estudio como campo del conocimiento está directamente relacionado con el comienzo de la revolución industrial, constituyendo una de las actividades pilares en el desarrollo de las sociedades modernas.
Funciones de un ingeniero
Su función principal es la de realizar diseños o desarrollar soluciones tecnológicas a necesidades sociales, industriales o económicas. Para ello el ingeniero debe identificar y comprender los obstáculos más importantes para poder realizar un buen diseño. Algunos de los obstáculos son los recursos disponibles, las limitaciones físicas o técnicas, la flexibilidad para futuras modificaciones y adiciones y otros factores como el coste, la posibilidad de llevarlo a cabo, las prestaciones y las consideraciones estéticas y comerciales. Mediante la comprensión de los obstáculos, los ingenieros deducen cuáles son las mejores soluciones para afrontar las limitaciones encontradas cuando se tiene que producir y utilizar un objeto o sistema.
Los ingenieros utilizan el conocimiento de la ciencia, la matemática y la experiencia apropiada para encontrar las mejores soluciones a los problemas concretos, creando los modelos matemáticos apropiados de los problemas que les permiten analizarlos rigurosamente y probar las soluciones potenciales. Si existen múltiples soluciones razonables, los ingenieros evalúan las diferentes opciones de diseño sobre la base de sus cualidades y eligen la solución que mejor se adapta a las necesidades.
En general, los ingenieros intentan probar si sus diseños logran sus objetivos antes de proceder a la producción en cadena. Para ello, emplean entre otras cosas prototipos, modelos a escala, simulaciones, pruebas destructivas y pruebas de fuerza. Las pruebas aseguran que los artefactos funcionarán como se había previsto.
Para hacer diseños estándar y fáciles, las computadoras tienen un papel importante. Utilizando los programas de diseño asistido por ordenador(DAO, más conocido por CAD, Computer-Aided Design), los ingenieros pueden obtener más información sobre sus diseños. El ordenador puede traducir automáticamente algunos modelos en instrucciones aptas para fabricar un diseño. La computadora también permite una reutilización mayor de diseños desarrollados anteriormente, mostrándole al ingeniero una biblioteca de partes predefinidas para ser utilizadas en sus propios diseños.
Los ingenieros deben tomar muy seriamente su responsabilidad profesional para producir diseños que se desarrollen como estaba previsto y no causen un daño inesperado a la gente en general. Normalmente, los ingenieros incluyen un factor de seguridad en sus diseños para reducir el riesgo de fallos inesperados.
La ciencia intenta explicar los fenómenos recientes y sin explicación, creando modelos matemáticos que correspondan con los resultados experimentales. Tecnología e ingeniería constituyen la aplicación del conocimiento obtenido a través de la ciencia, produciendo resultados prácticos. Los científicos trabajan con la ciencia y los ingenieros con la tecnología. Sin embargo, puede haber puntos de contacto entre la ciencia y la ingeniería. No es raro que los científicos se vean implicados en las aplicaciones prácticas de sus descubrimientos. De modo análogo, durante el proceso de desarrollo de la tecnología, los ingenieros se encuentran a veces explorando nuevos fenómenos.
Para ella, el estudio, conocimiento, manejo y dominio de las matemáticas, la física y otras ciencias es aplicado profesionalmente tanto para el desarrollo de tecnologías, como para el manejo eficiente de recursos y fuerzas de la naturaleza en beneficio de la sociedad. La ingeniería es la actividad de transformar el conocimiento en algo práctico.
Otra característica que define a la ingeniería es la aplicación de los conocimientos científicos a la invención o perfeccionamiento de nuevas técnicas. Esta aplicación se caracteriza por usar el ingenio principalmente de una manera más pragmática y ágil que el método científico, puesto que la ingeniería, como actividad, está limitada al tiempo y recursos dados por el entorno en que ella se desenvuelve.
Su estudio como campo del conocimiento está directamente relacionado con el comienzo de la revolución industrial, constituyendo una de las actividades pilares en el desarrollo de las sociedades modernas.
Funciones de un ingeniero
Su función principal es la de realizar diseños o desarrollar soluciones tecnológicas a necesidades sociales, industriales o económicas. Para ello el ingeniero debe identificar y comprender los obstáculos más importantes para poder realizar un buen diseño. Algunos de los obstáculos son los recursos disponibles, las limitaciones físicas o técnicas, la flexibilidad para futuras modificaciones y adiciones y otros factores como el coste, la posibilidad de llevarlo a cabo, las prestaciones y las consideraciones estéticas y comerciales. Mediante la comprensión de los obstáculos, los ingenieros deducen cuáles son las mejores soluciones para afrontar las limitaciones encontradas cuando se tiene que producir y utilizar un objeto o sistema.
Los ingenieros utilizan el conocimiento de la ciencia, la matemática y la experiencia apropiada para encontrar las mejores soluciones a los problemas concretos, creando los modelos matemáticos apropiados de los problemas que les permiten analizarlos rigurosamente y probar las soluciones potenciales. Si existen múltiples soluciones razonables, los ingenieros evalúan las diferentes opciones de diseño sobre la base de sus cualidades y eligen la solución que mejor se adapta a las necesidades.
En general, los ingenieros intentan probar si sus diseños logran sus objetivos antes de proceder a la producción en cadena. Para ello, emplean entre otras cosas prototipos, modelos a escala, simulaciones, pruebas destructivas y pruebas de fuerza. Las pruebas aseguran que los artefactos funcionarán como se había previsto.
Para hacer diseños estándar y fáciles, las computadoras tienen un papel importante. Utilizando los programas de diseño asistido por ordenador(DAO, más conocido por CAD, Computer-Aided Design), los ingenieros pueden obtener más información sobre sus diseños. El ordenador puede traducir automáticamente algunos modelos en instrucciones aptas para fabricar un diseño. La computadora también permite una reutilización mayor de diseños desarrollados anteriormente, mostrándole al ingeniero una biblioteca de partes predefinidas para ser utilizadas en sus propios diseños.
Los ingenieros deben tomar muy seriamente su responsabilidad profesional para producir diseños que se desarrollen como estaba previsto y no causen un daño inesperado a la gente en general. Normalmente, los ingenieros incluyen un factor de seguridad en sus diseños para reducir el riesgo de fallos inesperados.
La ciencia intenta explicar los fenómenos recientes y sin explicación, creando modelos matemáticos que correspondan con los resultados experimentales. Tecnología e ingeniería constituyen la aplicación del conocimiento obtenido a través de la ciencia, produciendo resultados prácticos. Los científicos trabajan con la ciencia y los ingenieros con la tecnología. Sin embargo, puede haber puntos de contacto entre la ciencia y la ingeniería. No es raro que los científicos se vean implicados en las aplicaciones prácticas de sus descubrimientos. De modo análogo, durante el proceso de desarrollo de la tecnología, los ingenieros se encuentran a veces explorando nuevos fenómenos.
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