التغيرات التكنولوجية والاختراعات التي ظهرت بظهور الثورة الصناعية الاولى في أوروبا، أحدثت تحولاً جذرياً في المجتمع ومنه تعود جذور الهندسة الميكانيكية، فمع اختراع المحرك البخاري الذي أعطى الثورة الصناعية زخماً هائلاً لتطوير الآلات بجميع أنواعها.

من ذلك الوقت تم إحداث تصنيف جديد للهندسة يتعامل مع الأدوات والآلات، حصلت الهندسة الميكانيكية على اعتراف رسمي سنة 1847 بعد تأسيس معهد المهندسين الميكانيكيين في برمنغهام.

لضرورة التصنيع الآلي ومتطلبات النقل الجوي والبحري وبالسكك الحديدية التي تتطلب حلولاً هندسية مبتكرة ومتطورة بشكل متزايد؛ تسارعت وتيرة الهندسة الميكانيكية وتفوقت على غيرها من الهندسات، فقد تطورت الهندسة الميكانيكية من مجرد ممارسة لميكانيكا الأشياء الى فن يعتمد الى حدٍ كبير على التجربة والخطأ في التطبيق من قبل المهندس المحترف للطريقة العلمية في البحث والتصميم والانتاج.

تعتبر الهندسة الميكانيكية فرع من الهندسات التي تجمع بين الفيزياء والرياضيات ومبادئ الهندسة وعلوم المواد، يهدف هذا المجال الى تصميم وتحليل وتصنيع وصيانة الأنظمة الميكانيكية.

تعتبر الهندسة الميكانيكية من أوسع وأقدم التخصصات الهندسية.

تركز الهندسة الميكانيكية على:

1. الديناميكا الحرارية
2. الميكانيكا والديناميكيات
3. التحليل الهيكلي والكهربائي
4. علوم المواد
5. التصنيع بمساعدة الكمبيوتر CAM والتصميم بمساعدة الكمبيوتر CAD.

تعريف الهندسة الميكانيكية:

لغويا: مزيج من الرياضيات والعلوم والتكنولوجيا والأعمال والإدارة.

الميكانيكا بمعناها الشامل:

دراسة القوى وتأثيرها على المادة. تستخدم الميكانيكا الهندسية لتحليل وتوقع التسارع والتشوه للأجسام تحت قوى معروفة تسمى الأحمال أو الضغوط.

الهندسة الميكانيكية:

هي دراسة وتصميم وتطوير وبناء واختبار أجهزة الاستشعار والأجهزة الميكانيكية والحرارية، بما في ذلك الأدوات والمحركات والآلات ، تركز وظائف الهندسة الميكانيكية على إنشاء تقنيات لتلبية مجموعة واسعة من الاحتياجات البشرية، يعني ذلك أنها تهتم بشكل خاص بالقوى والحركة.

الهندسة الميكانيكية من الناحية الفنية:

تطبيق مبادئ وتقنيات لحل المشاكل الهندسية من التصميم الى التصنيع الى السوق.

الهندسة الميكانيكية هي مجال سريع الخطى ومتعدد التخصصات، يوفر فرصاً للمساعدة في تصميم المستقبل مع الحاجة المستمرة للتقدم التكنولوجي والابتكار.

وظيفة الهندسة الميكانيكية:

سؤال يتبادر لكثير من الناس؛ لماذا الهندسة الميكانيكية؟

الهندسة الميكانيكية وُجدت لتسهيل وفهم عدة أمور كانت مجرد فكرة، وبواسطة الهندسة الميكانيكية تم إيجادها وإخراجها للعلن.

من هذه الامور : 

فهم أُسس العلوم الميكانيكية والتعامل معها؛

• تشمل هذه الديناميكيات المتعلقة بالعلاقة بين لقوى والحركة الديناميكا الحرارية التي تتعامل مع العلاقات بين مختلف أشكال الحرارة، إذاً من الوظائف الهامة للهندسة الميكانيكية  فهم المجالات الأساسية بما في ذلك الديناميكيات والديناميكا الحرارية وعلوم المواد والتحليل الانشائي والكهرباء .

تسلسل البحث والتصميم والتطوير؛

• تحاول هذه الوظيفة إحداث التغييرات اللازمة لتلبية الاحتياجات الحالية والمستقبلية، يتطلب هذا العمل فهماً واضحاً للعلوم الميكانيكية مع القدرة على تحليل نظام معقد في عوامله الاساسية.

إنتاج المعدات والطاقة؛

• والذي يشمل التخطيط والصيانة، الهدف هو انتاج الحد الأقصى للقيمة بأقل تكلفة، مع الحفاظ أو تعزيز البقاء والاستمرار. 

وظيفة المهندس الميكانيكي:

الهندسة الميكانيكية تجمع بين الإبداع والمعرفة والأدوات التحليلية، لإكمال المهمة المتمثلة في تحويل الفكرة الى واقع، سواء كان ذلك التحول على

1. المستوى الشخصي مثل: الأطراف الصناعية.
2. أو على المستوي المحلي مثل: الشبكات الصغيرة.
3. أو يكون التأثير على مستوى أعلى كما هو الحال مع أنظمة الطاقة المتقدمة من خلال الهندسة التي تعمل على مستوى الدولة أو جميع أنحاء العالم.

يحلل المهندس الميكانيكي عمله بإستخدام ماتعلمه من مبادئ الحركة والطاقة والقوة  لضمان عمل التصاميم بأمان وكفاءة وبكلفة تنافسية.

تدخل تخصصات الهندسة الميكانيكية على سبيل المثال:

1. في الصوتيات.
2. الفضاء.
3. التشغيل الآلي.
4. السيارات والتكنولوجيا الحيوية.
5. أنظمة التحكم.
6. الامن الالكتروني.
7. التصميم.
8. الطاقة.
9. تقنية النانو.
10. علم الروبوتات.

مع تطور التكنولوجيا؛ تطّور عمل المهندس الميكانيكي واسُتحدثت الهندسة بمساعدة الكمبيوتر CAD، لتنتقل الى التصنيع بمساعدة الكمبيوتر CAM، بما في ذلك تحليل العناصر المحددة FEA، وديناميكيات السوائل الحسابية CFD.

فائدة الهندسة الميكانيكية:

في الاحصائيات:

حيث يركز البحث على كيفية انتقال القوى الى الهيكل وخلاله، بمجرد أن يبدأ النظام في الحركة ينظر المهندسون الميكانيكيون الى الديناميكيات لفحص السرعات والتسارع والقوى الناتجة، يقوم بعدها المهندس الميكانيكي بفحص كيفية تصرف الآلية أثناء تحركها خلال نطاق حركتها.

في علم المواد:

في تحديد أفضل المواد للتطبيقات المختلفة واختبار أحمال الدعم والصلابة والهشاشة وغيرها من الخصائص.

(هذه الأمور ضرورية للعديد من مواد البناء والسيارات والمواد الطبية)

في تحويل الطاقة الى طاقة مفيدة:

(وهي جوهر الديناميكا الحرارية) وتحديد الطاقة المفقودة أثناء عملية نقل الحرارة والتشغيل.

في ميكانيكا الموائع:

حيث تبحث في العديد من الخصائص بما في ذلك انخفاض الضغط من تدفق السوائل وقوى السحب الديناميكي الهوائي.

في التصنيع:

حيث يبحث مهندس الميكانيك عن أفضل العمليات لجعل التصنيع أكثر كفاءة، تركز الأساليب العملية على تحسين كيفية قياس منتجات وعمليات الهندسة الحرارية والميكانيكية.

مهام الهندسة الميكانيكية:

1 . تطوير الآلات لانتاج للبضائع:

يعود الفضل في ارتفاع مستوي المعيشة في البلدان المتقدمة الى الهندسة الميكانيكية، بحيث يخترع المهندس الميكانيكي آلات لانتاج السلع ويقوم بتطوير أدواته لتزداد الدقة في تحسين الانتاج ولتقليل تكاليف التشغيل.

أكثر آلات الانتاج نجاحاً هي الآلات التي يتكامل فيها التصميم الميكانيكي للآلة بشكل وثيق مع نظام التحكم، يعد خط الناقل الحديث لتصنيع محركات السيارات مثالاً جيداً لميكانيكا سلسلة معقدة من عمليات التصنيع، يتم أتمتة آلات الانتاج بإستخدام أجهزة الكمبيوتر لتخزين ومعالجة الكمية الهائلة من البيانات المطلوبة؛ لتصنيع مجموعة متنوعة من المكونات مع عدد صغير من أدوات متعددة الاستخدام.

2 . تطوير الآلات لإنتاج الطاقة:

من أهم التحديات الأولى عند نشوء قسم الهندسة الميكانيكية؛ هو زيادة الكفاءة الحرارية والطاقة. يتم ذلك بشكل أساسي من خلال تطوير التوربينات التجارية وغلاّيات البخار المرتبطة بها، شهد القرن العشرين نمواً سريعاً في إنتاج الطاقة من التوربينات لقيادة المولدات الكهربائية، جنباً الى جنب مع زيادة مطردة في الكفاءة الحرارية وخفض تكلفة رأس المال لكل كيلو واط من محطات الطاقة الكبيرة.

3 . تطوير الأسلحة العسكرية:

ساهمت الهندسة الميكانيكية في رفع الكفاءة الإبداعية من مثل الطائرات النفاثة والمفاعلات النووية.

4 . التحكم البيئي:

الجهود الأولى للمهندسين الميكانيكيين تهدف الى التحكم في البيئة البشرية بسعة إنتاجية أكبر للأجهزة الميكانيكية وبأضرار أقل، تهوية المناجم والتبريد وتكييف الهواء أمثلة على استخدام الأجهزة الميكانيكية الحديثة للتحكم في البيئة.

تعمل منتجات الهندسة الميكانيكية جنباً الى جنب مع التطورات التكنولوجية في المجالات الاخرى الى حدوث تلوث بيئي وإهمال للأرض، يعمل المهندسون الميكانيكيون علي تطوير الآلات والعمليات التي ستنتج عدداً أقل من الملوثات والمعدات والتقنيات الجديدة التي يمكن أن تقلل أو تزيل التلوث المتولد من استخدام الالات.

مهارات المهندس الميكانيكي:

مهارات الهندسة الميكانيكية : هي مزيج من المهارات الصلبة والناعمة التي يحتاجها الفرد لتصميم المكونات أو الأنظمة الميكانيكية وتطويرها وتصنيعها.

المهارات الصلبة في الهندسة الميكانيكية: هي مجموعة من المهارات القابلة للقياس والتعلم والتي يحتاجها المهندس الميكانيكي للعمل على الأنظمة الميكانيكية، يعني تدخل في صلب العمل.

المهارات الناعمة: هي المهارات التي يحتاجها المهندس الميكانيكي للإدارة والتوافق مع الموظفين الآخرين والعملاء، تساهم هذه المهارة في نمو ونجاح العمل.

ذكرنا أن من مهام المهندس الميكانيكي التصميم واختبار الأجهزة الميكانيكية، يجب أن يتمتع المهندس الميكانيكي بمهارات صعبة خاصة بما في ذلك الفهم القوي لمعايير الصناعة ومهارات الكمبيوتر الممتازة.

لأن الكثير من الوقت يمضيه في التصميم والمحاكاة والاختبار بالاضافة الى ذلك يجب أن يتمتع المهندسون الميكانيكيون بالمهارات الشخصية مثل التفكير التحليلي القوي وقدرات الاتصال، من أهم المهارات التي يجب أن تتوفر في المهندس الميكانيكي ليكون ناجحاً ومميزاً في عمله:

حل المشاكل:

يتضمن جزء كبير من عمل المهندس الميكانيكي حلّ مشاكل الأجهزة الميكانيكية أو الحرارية، وجعلها تعمل بشكل أفضل وأكثر كفاءة، يجب أن يكون بارعاً في التحليل عند مصادفة المشاكل، يلزم عدة مهارات يجب اتقانها من قبل مهندس الميكانيك تساعده في حل المشاكل، منها:

• تحليل نتائج الاختبار وضبط التصميم.
• تطوير واختبار النماذج الأولية.
• تصميم مشارييع الأجهزة الميكانيكية وتطويرها.
• التأكد أن التصاميم تفي بالارشادات القانونية ومتطلبات السلامة.
• أن يكون على دراية بعملية التصنيع.
• القيام بإجراء حساب المعدات والنظام.
• المعرفة السليمة لأساسيات الهندسة.
• اختبار مواد البناء.
• استكشاف أخطاء المعدات وإصلاحها لحل المشاكل.

الإبداع:

تستلزم الهندسة الميكانيكية تطوير وتصميم المنتجات التي تتراوح من البطاريات الى المولدات الكهربائية الى الأجهزة الطبية ، يتطلب ابتكار المنتجات قدراً كبيراً من الإبداع .

يتطلب الإبداع مهارات يجب أن يتقنها المهندس الميكانيكي ليكون ناجحاً في عمله، أهمها:

1. اتقان التصميم بمساعدة الكمبيوتر CAD والعمل على تصميم الثلاثي الأبعاد.
2. ابتكار هياكل ميكانيكية بديلة.
3. تطوير أدوات وأنظمة جديدة لتعزيز الانتاج.
4. إكمال المهام المعينة في الوقت المحدد ضمن قيود الميزانية.
5. تحويل معلومات التصميم والمتطلبات  الى رسومات عمل.
6. إنشاء مخططات بإستخدام الكمبيوتر.

الإتصال والقيادة:

في كثير من الأحيان يقوم المهندسون الميكانيكيون بتطوير منتج للعميل، قد يتعين عليهم شرح الآلات أو الأجهزة المعقدة لأشخاص ليسوا على دراية بالهندسة الميكانيكية، يجب أن يكونوا قادرين على نقل أفكارهم بوضوح وفعالية، وهذا يتطلب مهارات اتصال قوية وشخصية قيادة تستطيع السيطرة علي الفكرة وشرحها بطريقة مناسبة، أهم مهارات الاتصال:

1. شرح أفكار التصميم بوضوح.
2. كتابة تقارير فنية مريحة.
3. زيارات منتظمة للموقع.
4. إدارة ومراقبة كل مرحلة من مراحل المشروع، والاشراف على عملية التصنيع.
5. إعداد التقارير التحليلية والاستنتاجات.
6. التوصية بالتعديلات لتحسين التصميم والتبسيط.

العمل بروح الفريق الواحد:

تتطلب الهندسة الميكانيكية الكثير من العمل الجماعي؛ غالباً مايعمل المهندسون الميكانيكيون في مجموعات لابتكار التقنيات وحلّ المشاكل.

قد يعملون مع أشخاص من غير اختصاصهم مثل علماء كمبيوتر أو مهندسين معماريي، على هذا النحو يجب أن يكونوا قادرين على العمل مع فريق متنوع من الأشخاص لتجاوز المشاكل والاختلاف،

لابد من توافر مهارات قيادية لإدارة المجموعة، والعمل ضمن الفريق الواحد، منها:

• تجميع مخرجات المشروع.
• المساعدة في حل مشاكل التصنيع.
• المساعدة في حل النزاعات بين أعضاء الفريق.
• تحفيز أعضاء الفريق.
• الاستعداد لمواجهة تحديات جديدة.
• العمل بفاعلية تحت الضغط.

مهارات الرياضيات والحاسوب:

تشمل مهارات الرياضيات المطلوبة في الهندسة الميكانيكية حساب التفاضل والتكامل والإحصاء، يجب أن يكون المهندس بارعاً في تطبيق هذه المهارات لتحليل المشاكل وتصميم الحلول، من البرامج الهمة التي يجب اتقانها:

• برنامج الاتوكاد Autocad software.
• برمجة النماذج الآلية.
• التصميم بمساعدة الكمبيوتر CAD.
• برنامج إدارة بيانت المنتج الهندسي  EPDM.
• برنامج PRO ECREO CAD.
• فهم المخططات والمسودات والمخططات الانسيابية وغيرها من المعلومات والوثائق.
• فهم علم المثلثات وحساب التفاضل والتكامل والإحصاء.

مهارات هندسية ميكانيكية:

يجب أن يكون ملماً بالأمور الهندسية التي تدخل في مجال الميكانيك، يجب أن يتمتع بمعرفة تامة في مجال:

• الاستدلال الاستقرائي.
• المنطق الاستنتاجي.
• التصميم.
• الوعي البيئي.
• التواصل الكتابي.
• التواصل اللفظي.
• ريادة الأعمال.
• التفكير المستقل.
• التخطيط الاستراتيجي.
• تحليل البيانات.

مستقبل الهندسة الميكانيكية ومعدل الرواتب:

من المتوقع أن يكون مستقبل الهندسة الميكانيكية مشرقاً في المجال الوظيفي ومعدل الراتب، ذلك أن كثيراً من الصناعات تدخل فيها تخصصات الهندسة الميكانيكية، مثل السيارات والفضاء والسكك الحديدية والبحث والتطوير والنفط والتصنيع الكيميائي.

من المتوقع أن يزداد معدل العمالة للمهندسين الميكانيكيين بنسبة 9٪، لأن التطورات مستمرة في مجال تكنولوجيا النانو والروبوتات.

انتقلت الهندسة الميكانيكية من مجرد تصنيع واختبار للمعدات والآلات الكبيرة الى الروبوتات والميكانيكا والمواد الجديدة.

يبلغ متوسط راتب مهندس الميكانيك في الشركات العالمية 90 ألف دولار حسب التخصص الذي يعمل به.

مهارات تؤثر في زيادة راتب مهندس الميكانيك:

• المعرفة التامة بتوربينات الغاز.
• اختبار البرمجيات.
• التعلم الآلي.
• إصلاح المعدات الثقيلة.
• المركبات الكهربائية والمركبات الهجينة.

دراسة الهندسة الميكانيكية في أذربيجان:

يتم تزويد الطلاب في جامعات أذربيجان المختصة بدراسة الهندسة الميكانيكية بتعليم يغطي نطاق هذا الموضوع.

يتم نقل العلوم والمعرفة والفهم والمهارات اللازمة للطالب حتى يكون مميزاً وناجحاً في في حياته المهنية فيما بعد.

تحرص جامعات أذربيجان التي تقوم بتدريس الهندسة الميكانيكية في تقديم المنهاج العلمي الحديث؛ الذي يجمع دورات في الرياضيات وعلوم الحياة والعلوم الفيزيائية فضلاً عن الهندسة والتصميم، تركز برام تكنولوجيا الهندسة الميكانيكية بشكل أقل على النظرية والاعتماد على التطبيق العملي لمبادئ الهندسة، ليتمكن الطالب من مواكبة الوظائف المستحدثة في هذا المجال.

أهداف الجامعات التقنية في أذربيجان تقريباً واحدة من حيث تلقّي العلم الحديث وتزويد الطلاب بالمهارات اللازمة.

من أهم الأهداف : 

• تطوير مهارات فكرية وعملية قوية لتحليل مشاكل الهندسة الميكانيكية والتحقيق فيها وحلها بشكل نقدي.
• تطوير درجة عالية من الكفاءة في استخدام وتكييف الاساليب والأدوات والتقنيات الحالية وتطبيق المبادئ الهندسية.
• غرس الابداع في معالجة المشاكل المتعلقة بالمكونات والأنظمة الهندسية.
• تطوير درجة عالية من الكفاءة في التصميم الهندسي والتجريب وتقنيات التصنيع والادارة.
• تطوير المهارات في استخدام أجهزة الكمبيوتر والعمل الجماعي والتواصل وإدارة الوقت.

رسوم الدراسية:

الرسوم الدراسية لتخصص الهندسة الميكانيكية في أذربيجان يبلغ من 2000 الى 5000 دولار للعام الدراسي.

المواد الدراسية للهندسة الميكانيكية:

• علوم الكمبيوتر والحاسب.
• هندسة التحكم.
• حساب التفاضل والتكامل والإحصاء.
• ميكانيكا الموائع لمهندسي الفضاء والميكانيك.
• إمدادات الطاقة الكهربائية.
• هندسة التصنيع.
• نظم الهندسة الميكانيكية.
• الديناميكا الحرارية.
• النمذجة والمحاكاة.
• انتقال الحرارة.
• الاهتزازات والمرونة الهوائية.
• إدارة العمليات.
• رسم الآلة.
• توربينات الغاز.
• هندسة الميكاترونكس.
• مقدمة في علم النانو وتقنية النانو.
• الميكانيكا الصلبة.
• القياس والأرصاد الجوية.
• ديناميكيات الآلة.