Os engenheiros aplicam as ciências físicas e matemáticas na busca por soluções adequadas para problemas ou no aperfeiçoamento de soluções já existentes. Mais do que nunca, aos engenheiros é agora exigido o conhecimento das ciências relevantes para os seus projetos, o que resulta que eles tenham que realizar uma constante aprendizagem de novas matérias ao longo de todas as suas carreiras.
Se existirem opções múltiplas, os engenheiros pesam as diferentes escolhas de projeto com base nos seus méritos e escolhem a solução que melhor corresponda aos requisitos. A tarefa única e crucial do engenheiro é identificar, compreender e interpretar os constrangimentos de um projeto, de modo a produzir o resultado esperado. Normalmente, não basta construir um produto tecnicamente bem sucedido, sendo também necessário que ele responda a outros requisitos adicionais.
Os constrangimentos podem incluir as limitações em termos físicos, criativos, técnicos ou de recursos disponíveis, a flexibilidade para permitir modificações e adições futuras, além de fatores como os custos, a segurança, a atratividade comercial, a funcionalidade e a suportabilidade. Através da compreensão dos constrangimentos, os engenheiros obtêm as especificações para os limites dentro dos quais um objeto ou sistema viável pode ser produzido e operado.
Tipicamente, os engenheiros irão tentar prever o quão bem os seus projetos se irão comportar em relação às suas especificações, antes de ser iniciada a produção em larga escala. Para isso, irão empregar, entre outros: protótipos, maquetes, simulações, testes destrutivos, testes não destrutivos e testes de esforços. Testar assegura que o produto irá comportar-se de acordo com o esperado.
Como profissionais, os engenheiros levam a sério a sua responsabilidade em produzir projetos que se comportem conforme o esperado e que não causem males não intencionados ao grande público. Tipicamente, os engenheiros incluem uma margem de segurança nos seus projetos para reduzir o risco de falha inesperada. contudo, quanto maior a sua margem de segurança, menos eficiente se poderá tornar o projeto.
A engenharia também se ocupa do estado dos produtos falhados. A sua aplicação é muito importante a seguir a desastres como o colapso de pontes ou a queda de aviões, onde uma análise cuidadosa é necessária para descobrir as causas das falhas ocorridas. Este estudo poderá ajudar o projetista a avaliar o seu projeto com base em condições reais ocorridas no passado com projetos semelhantes.
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