பொறியியல்

படிமம்:Tamil engineering 2.JPG

பொறியியல்

படிமம்:Egineering1.jpg

பொறியியல்

பொறியியல் என்பது அறிவியல் கோட்பாடுகளைத் திறமுடன் பயன்படுத்தி தக்க முறையில் இயற்கை வளங்களை மனித பயன்பாட்டிற்காக மாற்றும் தொழிற் கலையாகும். இது இயற்பியல், கணிதம், வேதியியல், உயிரியல் ஆகிய அறிவியற்துறைகளையும், அவற்றின் சிறப்புத் துறைகளான பொருள் அறிவியல்(materials science), திண்ம / பாய்ம விசைப்பொறியியல் (Solid/Fluid Mechanics), வெப்ப இயக்கவியல் (Thermodynamics) போன்றவற்றை அடிப்படையாகக் கொள்கிறது. இத்துறையில் பயிற்சிபெற்றவர்கள் பொறியாளர்கள் எனப்படுவர். பொறியாளர்கள் ஆற்றல், பொருட்கள் எனும் இரண்டுவிதமான இயற்கை வளங்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

பொருட்களின் பயன்பாடு அவற்றின் தாங்கு திறன், முறைப்படுத்த உகந்ததாயிருத்தல், எடை குறைவாயிருத்தல், வெகுகாலம் சிதையாதிருத்தல், கடத்து திறன், வேதியியல், ஒலியியல், மின்னியல் பண்புகள் போன்ற பற்பல தன்மைகளைப் பொருத்து இருக்கும். ஆற்றலுக்கான முக்கிய மூலங்கள், படிம எரிபொருட்கள்(Fossil Fuels) (பெட்ரோலியம், நிலக்கரி, எரிவாயு (எரிவளி)), காற்று, சூரியன், நீர்வீழ்ச்சி, அணுப்பிளவு போன்றவை.

பெயர்க்காரணம்

பொறியியல் என்ற தமிழ்ச்சொல், "Engineering" என்பதற்கு இணையாக பயன்படுத்தும் ஒன்றாகும். பொறி (கருவிகள் ஆக்குவது, இயங்குவது பற்றியது)+அறிவியல் = பொறியியல். பொறியியல் என்னும் சொல் தமிழில் பயன்பாட்டுக்கு வருமுன்னர் யந்திரவியல், இயந்திரவியல், எந்திரவியல் போன்ற வடமொழி மூலங்களைக் கொண்ட சொற்களும் பயின்று வந்துள்ளன. மிகவும் பிற்காலத்தில் அறிமுகமான "Engineering" என்ற ஆங்கிலச் சொல் "Engineer" என்பதிலிருந்தும், இது, இயந்திரம் என்று பொருள்படும் "Engine" என்னும் சொல்லிலிருந்து உருவானதே. இதன் மூலம் இலத்தீன் மொழிச் சொல்லான "ingenium" என்பதாகும். "Engineer" என்பதைக் குறிக்கும் engineour என்னும் நடு ஆங்கிலச் சொல் 14 ஆவது நூற்றாண்டில் இருந்து ஆங்கில-பிரெஞ்ச் மொழிகளில் பயின்று வந்துள்ளது

வரலாறு

பொறியியல் துறையின் அடிப்படைக்கூறுகள் பல்வேறு நாகரிகங்களில் தொன்று தொட்டே இருந்து வந்துள்ளது. சக்கரம் (ஆழி), நெம்புகோல், புல்லி (pulley, கப்பி), போன்ற கருவிகளை அக்காலத்து மக்கள் உருவாக்கியதிலிருந்தும், பயன்படுத்தியதிலிருந்தும் இதை அறியலாம். இத்தகைய கண்டு பிடிப்புக்கள் ஒவ்வொன்றும், அடிப்படையான பொறிமுறைக் கொள்கைகளை பயனுள்ள கருவிகளையும், பொருட்களையும் உருவாக்குவதில் பயன்படுத்துதல் என்னும் தற்கால வரைவிலக்கணங்களோடு ஒத்துப்போகின்றன. போர்க்கருவிகளை உருவாக்குவதிலும், கட்டிடக் கலைத்துறையிலும் பொறியியல் கூறுகள் அதிகம் பயன்படுத்தப் பட்டிருக்கின்றன. தற்கால பொறியில்துறை ஐரோப்பாவில் இயந்திரமயமாக்கல் தொடங்கிய காலத்திலிருந்து (18-19 ஆவது நூற்றாண்டுகளில்) முக்கியத்துவம் அடைந்தது.

தொல்பழங்காலம்

கிரீசில் உள்ள அக்ரோபோலிஸ், பந்தியன்; ரோமர்களின் நீர்காவிகள், கொலோசியம்; பபிலோனின் தொங்கு தோட்டம்; எகிப்தின் பிரமிட்டுக்கள்; மாயன் பிரமிட்டுக்கள்; சீனப் பெருஞ்சுவர் போன்ற அமைப்புக்கள் அக்காலத்து குடிசார் மற்றும் படைசார் பொறியாளர்களின் திறமைகளுக்குச் சான்றாக அமைகின்றன.

பெயர் குறிப்பிட்டு அறியப்படுகின்ற மிகப் பழைய காலத்துப் பொறியாளர் இம்ஹோட்டெப் (Imhotep) என்பவராகும். பாரோ ஜோசர் (Djosèr) என்பவரின் அலுவலரான இவரே எகிப்திலுள்ள சக்காரா என்னுமிடத்தில் உள்ள பாரோ ஜோசரின் பிரமிட்டான படிப் பிரமிட்டை வடிவமைத்துக் கட்டியிருக்கலாம் எனக் கருதப்படுகின்றது. இதன் காலம் கிமு 2630 - கிமு 2611 ஆகும். உலகக் கட்டிடக்கலையில் முதலில் அறியப்பட்ட தூண்களை வடிவமைத்தவரும் இவராகவே இருக்கக்கூடும்.

இடைக் காலம்

அல்-ஜசாரி என்னும் ஈராக்கியர் ஒருவர், 1174 க்கும் 1200க்கும் இடைப்பட்ட காலப்பகுதியில் துருக்கிய ஆர்த்துஜிட் வம்சத்தைச் சேர்ந்த அரசர் ஒருவரது மாளிகைகளில் நீருயர்த்துவதற்கு தற்கால இயந்திரங்களைப் போன்ற இயந்திரங்களை உருவாக்கியதாகத் தெரிகிறது. இரட்டைச் செயற்பாட்டு முன்பின்னியக்க (reciprocating motion) ஆடுதண்டுப் பம்பிகள் பிற்காலப் பொறியியல் வளர்ச்சிக்கு முக்கிய காரணமாக அமைந்தன. ஏனெனில், இதுவே இணைகோலையும் (connecting rod), மாற்றித்தண்டையும் (Crankshaft) உள்ளடக்கி, சுழல் இயக்கத்தை முன்பின் இயக்கமாக மாற்றும் வல்லமை கொண்ட முதல் இயந்திரமாகும். இன்றும் கூடச் சில விளையாட்டுப் பொருட்களில், அல் ஜசாரியின் கூட்டுப்பூட்டு (combination lock) தன்னியக்கப் பொறிகள் ஆகியவற்றில் காணப்படும் பற்கொம்பு - நெம்புகோல் (cam-lever) பொறிமுறை பயன்படுத்தப்பட்டு வருவதைக் காணலாம். ஐம்பதுக்கு மேற்பட்ட பொறியியல் கருவிகளைக் கண்டுபிடித்த அல்-ஜசாரி, துண்டுப் பல்லிணைகள் (segmental gears), பொறியியல் கட்டுப்பாடுகள், தப்பிப் (escapement) பொறிமுறைகள், மணிக்கூடு, வடிவமைப்பு மற்றும் உற்பத்தி முறைகளுக்கான நடபடிகள் போன்றவற்றை மேம்படுத்திப் புதுமைகளையும் புகுத்தியுள்ளார்.

மறுமலர்ச்சிக் காலம்

உலகின் முதலாவது மின் பொறியியலாளராகக் கருதப்படுபவர் வில்லியம் கில்பர்ட் என்பவராவார். 1600 ஆம் ஆண்டில் காந்தம் (De Magnete) என்னும் நூலை எழுதியுள்ள இவரே முதன் முதலில் "electricity" (மின்சாரம்) என்னும் சொல்லைப் பயன்படுத்தியவராவார்.

முதல் நீராவி இயந்திரம், இயந்திரப் பொறியாளரான தாமஸ் சவேரி (Thomas Savery) என்பவரால் 1698 ஆம் ஆண்டில் உருவாக்கப்பட்டது. இதன் உருவாக்கம் பிற்காலத்தில் தொழிற்புரட்சி ஏற்படுவதற்குக் காரணமாயிற்று. இது பேரளவாக்கத்தின் (mass production) தொடக்கமாகவும் அமைந்தது.

18 ஆம் நூற்றாண்டில் பொறியியல் ஒரு தொழிற்றுறையாக வளர்ச்சியடைந்ததுடன், பொறியியல் என்னும் சொல், கணிதம் மற்றும் அறிவியலைப் பயன்படுத்தும் துறைகளுக்கு மட்டும் மட்டுப்படுத்தப்பட்டது. அத்துடன், படைத்துறைப் பொறியியல், குடிசார் பொறியியல் என்பவற்றுக்குப் புறம்பாக பொறிமுறைக் கலைகள் எனப்பட்ட துறைகளும் பொறியியலுள் சேர்க்கப்பட்டன.

தற்காலம்

1800களில், அலெசாண்ட்ரோ வோல்ட்டா செய்த சோதனைகளும், மைக்கேல் பாரடே, ஜார்ஜ் ஓம் ஆகியோரின் சோதனைகளும், 1872 இல் மின் மோட்டார் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதும் மின் பொறியியல் துறையைத் தொடக்கி வைத்தன எனலாம். 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் ஜேம்ஸ் மக்ஸ்வெல், ஹென்றிக் ஹேர்ட்ஸ் ஆகியோருடைய ஆய்வுகள், மின்னணுவியல் தொடக்கமாக விளங்கின. தொடர்ந்து வந்த காலங்களில் வெற்றிடக் குளாய், படிகப் பெருக்கி (transistor) போன்றவற்றின் கண்டுபிடிப்பு, மின் பொறியாளர்களினதும், மின்னணுப் பொறியாளர்களினதும் எண்ணிக்கையைக் கூட்டியது. அக்காலத்தில் இவர்கள் பிற துறைகளைச் சேர்ந்த பொறியாளரைவிட அதிகமாக இருந்ததாகக் கூறப்படுகின்றது.

தாமஸ் சவேரியினதும், ஸ்காட்டியப் பொறியாளரான ஜேம்ஸ் வாட்டினதும் கண்டுபிடிப்புக்கள் தற்கால இயந்திரப் பொறியியல் துறையின் தோற்றத்துக்குக் காரணமாகின. சிறப்புத் தன்மைகளைக் கொண்ட இயந்திரங்களினதும், அவற்றைப் பேணுவதற்குத் தேவையான கருவிகளினதும் வளர்ச்சி, இயந்திரப் பொறியியல், அதன் பிறப்பிடமான பிரித்தானியாவிலும், உலகின் பிற பகுதிகளிலும் வேகமாக வளர்வதற்குத் துணை செய்தன.

இயந்திரப் பொறியியலின் தற்கால வடிவம் பிரித்தானியாவில் தோன்றியதாகக் கொள்ளப்பட்டாலும், இது, மிகப் பழங்காலத்தில் படைத்துறை மற்றும் குடிசார் தேவைகளுக்குப் பொறிகள் உருவாக்கப்பட்ட காலத்திலேயே தொடங்கிவிட்டது எனலாம். வரலாற்றில் மிகப்பழைய பொறிமுறைக் கணினி எனக் கருதப்படும் ஆன்டிக்கிதீரா பொறிமுறை (Antikythera mechanism), ஆக்கிமிடீசின் கண்டுபிடிப்புக்கள் போன்றவை பழங்கால இயந்திரப் பொறியியலுக்கான எடுத்துக் காட்டுகளாகும். சில் ஆக்கிமிடீசின் கண்டுபிடிப்புக்களுக்கும், ஆன்டிக்கிதீரா பொறிமுறைக்கும், இயந்திரப் பொறியியலின் இரண்டு முக்கிய கொள்கைகளான வேறுபாட்டுப் பல்லிணைகள் (differential gearing) அல்லது வெளிவட்டகப் பல்லிணைகள் (epicyclic gearing) தொடர்பிலான சிக்கலான அறிவு அவசியமாகும்.

வேதிப் பொறியியல் துறையும், 19 ஆம் நூற்றாண்டின் தொழிற்புரட்சிக் காலத்தின்போதே உருவானது. பெரும் அளவிலான உற்பத்திகளுக்கு புதிய பொருட்களும், வழிமுறைகளும் தேவைப்பட்டன. 1880 ஆம் ஆண்டளவில், வேதிப்பொருட்களுக்கு இருந்த தேவைகள் அதிகமாக இருந்ததால், பாரிய இயந்திரங்களைப் பயன்படுத்தி வேதிப்பொருட்களைப் பெருமளவில் உருவாக்குவதற்கான புதிய தொழில் துறை தொடங்கியது. வேதிப் பொறியாளரின் பணி இவ்வாறான இயந்திரத் தொகுதிகளையும், வழிமுறைகளையும் வடிவமைப்பது ஆகும்.

வானூர்திப் பொறியியல், வானூர்திகளை வடிவமைப்பது, பேணுவது தொடர்பான துறை. அதேவேளை விண்வெளிப் பொறியியல், வானூர்திப் பொறியியலுக்கும் அப்பால் விண்கலங்களின் வடிவமைப்புக்களையும் உட்படுத்திய விரிவான துறையாகும். இத்துறைகளுடன் தொடர்புடையனவாகக் கருதப்படக்கூடிய, சர் ஜார்ஜ் கேலே என்பவரின் பணிகள் 18 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதிக் காலத்தைச் சேர்ந்தனவாயினும், இத்துறைகளின் தோற்றம் 19 ஆம் நூற்றாண்டிலிருந்து 20 ஆம் நூற்றாண்டுக்கு மாறுகின்ற காலப்பகுதியைச் சேர்ந்தது என்பதே பொதுக் கருத்து. இத் துறைகள் தொடர்பான பழங்காலத்து அறிவு, அனுபவ வாயிலானது என்பதுடன், சில கருத்துருக்களும், திறமைகளும் பிற பொறியியல் துறைகள் வழியாகப் பெறப்பட்டனவுமாகும். 1920களில் ரைட் சகோதரர்களின் வெற்றிகரமான வானூர்திப் பறப்பு நிகழ்ந்து பத்தாண்டுகளுக்குப் பின்னரே, முதலாம் உலகப் போருக்கான படைத்துறை வானூர்திகள் தொடர்பில் இத்துறை வளர்ச்சியடையத் தொடங்கியது. அதே வேளை, கோட்பாட்டு இயற்பியலுடன் சோதனைகளையும் பயன்படுத்தி இத்துறைகளுக்கு அடிப்படையான அறிவியலை உருவாக்குவதற்கான ஆய்வுகளும் நடைபெற்று வந்தன.

முக்கிய கிளைத்துறைகள்

• ஒருங்கியப் பொறியியல் - Systems Engineering
• கட்டிடப் பொறியியல் - architectural engineering ?
• குடிசார் பொறியியல் - civil engineering
• இயந்திரப் பொறியியல், இயங்கியல் துறை - mechanical engineering
• மின் பொறியியல்
• இலத்திரனியல் பொறியியல்
• கணினிப் பொறியியல்
• மென்பொருட் பொறியியல்
• உற்பத்திப் பொறியியல்
• விமானம் மற்றும் விண்வெளிப் பொறியியல் - Aeronautics and Astronautics
• ஆழ்கடல் பொறியியல் - Ocean engineering
• வேதிப் பொறியியல்
• உயிரிப் பொறியியல்

* வேளாண்மைப் பொறியியல்

• மருத்துவக்கருவிப் பொறியியல்
• தகவல் தொழில்நுட்பம்
• நனோ பொறியியல்
• பொருள் பொறியியல்
• ஒலிப் பொறியியல்
• கட்டமைப்புப் பொறியியல் - structural engineering

பொறியியல் வழிமுறை

பொறியியல் வழிமுறை

• பிரச்சினை/தேவை மதிப்பீடு - Assessment
• தேவைகள் பகுப்பாய்வு - Requirments Collection and Analysis
• மேல்நிலை வடிவமைப்பு - Conceptual or High Level Design
• (திட்ட மேலாண்மை - பயன்-உழைப்பு பகுத்தறிதல் (Cost Benefit Analysis), பணி - காலதேவை அட்டவணை (WBS - Work Breakdown Schedule), பொறியிலாளர் மதிப்பீடு)
• துல்லிய வடிவமைப்பு - Detail Design
• நிறைவேற்றல் - Implementation
• தன்னிலை பரிசோதனை - Testing - white box
• பயனர் பரிசோதனை - Testing - user
• செயற்படுகள பரிசோதனை - Testing - operational readiness
• செயற்படுத்தல் - Deployment
• பராமரிப்பு - Maintenance
• ஆவணப்படுத்தல் - Documentation

பொறியியலாளரின் வேலை

ஒரு பொறியாளர் எடுத்துக்கொண்ட விடயம் தொடர்பிலான வரையறைகளை அடையாளங்கண்டு அவற்றைப் புரிந்து கொண்டு வடிவமைப்புச் செய்யவேண்டும். இங்கே வரையறைகள் என்பது, கிடைக்கக்கூடிய வளங்கள்; பௌதீக அல்லது தொழில்நுட்பம்சார் வரையறைகள்; எதிர்கால மாற்றங்களுக்கும், விரிவாக்கத்துக்கும் ஏற்றதாயிருத்தல்; செலவு; உற்பத்தி செய்யக்கூடிய தன்மை; பேணக்கூடிய தன்மை; சந்தைப்படுத்தல்; அழகியல், சமூகம் மற்றும் நெறிமுறைகள் சார்ந்த விடயங்களை உள்ளடக்கியது. Engineering is therefore a contingent enterprise influenced by many considerations.

முக்கிய பொறியியல் படைப்புகள்

அமெரிக்க National Academy of Engineering படி பின்வருவம் இருபது 20 நூற்றாண்டின் முக்கிய பொறியியல் படைப்புகள் ஆகும். [2] அனேகமானவையை கண்டுபிடிக்க அமெரிக்காவே முக்கிய பங்காற்றியுள்ளது.

• மின்சக்தி வழங்கல் - Electrification
• தானுந்து - Automobile
• விமானம் - Airplane
• நீர் விநியோகம் - Water Supply and Distribution
• இலத்திரனியல் - Electronics
• வானொலி, தொலைக்காட்சி - Radio and Television
• வேளாண்மை இயந்திரமயமாக்கம் - Agricultural Mechanization
• கணினி - Computers
• தொலைபேசி - Telephone
• Air Conditioning and Refrigeration
• பெருஞ்சாலைகள் - Highways
• விண்வெளிக் கலம் - Spacecraft
• இணையம் - Internet
• Imaging
• வீட்டு தளபாடங்கள் - Household Appliances
• மருத்துவ தொழில்நுட்பம் - Health Technologies
• Pertroleum and Petrochemical Technologies
• Laser and Fiber Optics
• அணுத் தொழில்நுட்பம் - Nuclear Technologies
• அதி திறன் பொருட்கள் - High Performance Materials

மேலே குறிப்பிடவற்றுள் கட்டிட தொழில்நுட்பம், Sanitation System, இராணுவ தொழில்நுட்பங்கள் இடம்பெறவில்லை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

பொறியியலும் சமூகமும்

“ Engineering responds to impulses that go beyond mere survival: a craving for variety and new possibilities, a feeling for proportion - for beauty - that we share with the artist. As engineers, we feel an urge to challenge nature - fighting storm, floods, earthquakes, and other life-threatening forces - yet also to work in harmony with the nature, seeking understanding of soils, metals, and other basic materials of earth. We partake of the wonders of the natural sciences and enter the pristine realm of mathematics. Our work contributes to the well-being of our fellow humans. ”

'பொறியியல் வாழ்க்கையில் தப்பிபிழைத்து வாழுவதற்கான உந்தலை மீறியது. புதிய சாத்தியக்கூறுகளை அது சிந்திக்கிறது. கலைகளைப் போல பொறியியலில் அழகு உண்டு, அளவுகளின் மதிப்பீடு உண்டு. பொறியிலாளர் இயற்கையைப் போட்டிக்கு அழைக்கின்றார்கள். சூறாவளியை எதிர்க்கின்றனர், நில நடுக்கம், வெள்ளப் பெருக்கு என இயற்கையின் மூர்க்கமான ஆற்றல்களோடு பொறியலாளர் போட்டிபோடுகின்றார்கள். அதேவேளை, இயற்கையுடன் இயைந்து செயற்படுகிறார்கள். மண்ணை, கனிமத்தை, வெவேறு தனிமங்களை அவர்கள் விளங்கிகொள்கிறார்கள். அறிவியலையும் கணிதத்தையும் அறிந்து பயன்படுத்திக்கொள்கிறார்கள். மனித நல்வாழ்க்கைக்கு பொறியிலாளரின் பங்களிப்பு அளப்பரியது.'

Samuel C. Florman. (1987). The Civilized Engineer. New York: St. Martin's Press.

இவற்றையும் பார்க்க

• எல்லைகளற்ற பொறியியலாளர்கள்
• மென்பொருள் பொறியியல் வழிமுறை
• பகுப்பு:கருவிகள்

உசாத்துணைகள்

• Nigel Cross. Engineering Design Methods: Strategies for Product Design. 2nd ed. Toronto: John Wiley & Sons, 1994.
• Martyn S. Ray. Elements of Engineering Design. Toronto: Prentice Hall, 1985.
• John W. Priest. Engineering Design for Producibility and Reliability. New York: Marcel Dekker, 1988.

வெளி இணைப்புகள்

• http://www.engineeringchallenges.org/