สาขาวิชาวิศวกรรมศาสตร์
วิศวกรรมศาสตร์นั้นคล้ายคลึงกับวิทยาศาสตร์ที่มีขอบข่ายกว้างขวางจนสามารถแตกแยกย่อยลงมาได้หลายสาขาย่อย และในแต่ละสาขาย่อยต่างก็มองตัวเองในสายงานต่างๆทางวิศวกรรม ถึงแม้ว่าในช่วงแรก วิศวกรจะถูกฝึกศึกษามาในสาขาใดสาขาหนึ่ง แต่หลังจากผ่านประสบการณ์งานในสายวิศวกรรมมาแล้ว วิศวกรผู้นั้นอาจจะมีความสามารถในการทำงานได้หลากหลายสาขา โดยประวัติศาสตร์แล้ว วิศวกรรมสาขากหลักๆแบ่งได้ดังนี้
วิศวกรรมการบินและอวกาศยาน - ออกแบบอากาศยาน อวกาศยาน และสิ่งที่เกี่ยวข้อง
- วิศวกรรมเครื่องกล - ออกแบบระบบเชิงกายภาพหรือกลศาสตร์ ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ ระบบส่งกำลัง ระบบกันกระเทือน
- วิศวกรรเคมี - ใช้หลักการทางเคมีในกระบวนการผลิตเคมีอุตสาหกรรม รวมไปถึงการค้นคว้าวิจัยเชื้อเพลิงและวัสดุจำเพาะใหม่ๆ
- วิศวกรรมไฟฟ้า - ออกแบบระบบไฟฟ้า เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า ตลอดจนเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด
- วิศวกรรมโยธา - ออกแบบและก่อสร้างสิ่งก่อสร้าง เช่น รางรถไฟ ถนนหนทาง สะพาน ตึกและอาคารบ้านเรือน
เนื่องด้วยพัฒนาการอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี วิศวกรรมสาขาใหม่ๆมีความสำคัญมากขึ้นและได้รับการพัฒนาเช่น วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ วิศวกรรมแม็คคาทรอนิกส์ วิศวกรรมไฟฟ้าเครื่องกลการผลิต นาโนเทคโนโลยี บางครั้ง สาขาใหม่นั้นก็เกิดขากการผสมผสานความรู้ของสาขาเดิมเข้าด้วยกัน การเกิดขึ้นใหม่ของสขาทางวิศวกรรมนั้น โดยทั่วไปแล้วจะถูกนิยามแบบชั่วคราว ในหลากหลายรูปแบบ หรือนิยามในฐานสาขาย่อยของสาขาที่มีอยู่แล้ว ช่วงว่างของความรู้นี้ เมื่อได้รับความสนใจศึกษามากขึ้น ก็จะได้รับการยกระดับให้เป็นสาขาใหม่ ตัวชี้วัดได้ตัวหนึ่งของการเกิดสาขาใหม่นั้นคือการตั้งสาขาวิชาหรือหลักสูตรของมหาวิทยาลัยชื่อดัง
สำหรับวิศวกรรมศาสตร์ในแต่ละสาขาที่มีปรากฏนั้น มักจะมีการเหลื่อมล้ำของความรู้ โดยเฉพาะในสาขาที่มีการประยุกต์ใช้ความรู้ทางฟิสิกส์ เคมี และคณิตศาสตร์
วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ (computer engineering) เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและสร้างเครื่องหรือระบบคอมพิวเตอร์ และ ระบบที่ใช้คอมพิวเตอร์ ศาสตร์นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาทางด้าน ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ การสื่อสาร และความเกี่ยวเนื่องระหว่างเรื่องทั้งสาม หลักสูตรการเรียนมุ่งเน้นทางด้าน ทฤษฎี กฎ และ การฝึกฝนปฏิบัติของทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้า และ คณิตศาสตร์ รวมถึงการประยุกต์เข้ากับปัญหาทางด้านการออกแบบคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์
วิศวกรคอมพิวเตอร์จะต้องเคยศึกษาการออกแบบระบบฮาร์ดแวร์ดิจิทัล ซึ่งรวมถึงระบบการสื่อสาร องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ วิศวกรคอมพิวเตอร์จะเรียนการพัฒนาซอฟต์แวร์ โดยมุ่งเน้นเกี่ยวกับซอฟต์แวร์สำหรับอุปกรณ์ดิจิทัล และ การสร้างส่วนต่อประสานระหว่างผู้ใช้งานซอฟต์แวร์ และ ระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจจะมีความรู้เน้นทางด้านฮารด์แวร์มากกว่าซอฟต์แวร์ หรือ มีความรู้พอ ๆ กันทั้งสองด้านก็ได้ แต่สิ่งที่โดดเด่นคือวิศวกรคอมพิวเตอร์จะมีความรู้ทางด้านการวิศวกรรมที่ดีด้วย
ปัจจุบันสาขาวิชาที่สำคัญในด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์คือ ระบบฝังตัว การพัฒนาอุปกรณ์ที่มีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ฝังตัวภายใน เช่น อุปกรณ์สื่อสารอย่าง โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นวิทยุระบบดิจิทัล เครื่องบันทึกวิดีทัศน์ระบบดิจิทัล ระบบเตือนภัย เครื่องถ่ายรังสีเอ็กซ์ และ เครื่องมือผ่าตัดด้วยแสงเลเซอร์เป็นต้น ซึ่งล้วนแล้วแต่ต้องการการผนวกรวมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ฝังตัวหรือของอื่น ๆ ที่เป็นผลจากการวิศวกรรมคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน
วิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ (อังกฤษ: Mechatronics) เป็นสหวิทยาการเชิงประยุกต์ ที่นำวิชาพื้นฐานหลักว่าด้วย วิศวกรรมเครื่องกลวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรมการควบคุมอัตโนมัติ วิทยาการคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีสารสนเทศ มาบูรณาการเข้าด้วยกัน Mechatronics มาจากการผสมคำว่า "Mechanics" และ "Electronics" โดยวิศวกรจากบริษัท Yakawa Electric ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นการพัฒนาโดยการนำเทคโนโลยีในสาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบ (CAD/CAM/CAE) คอมพิวเตอร์โปรแกรมมิ่ง และระบบควบคุม ผสานเข้าไว้ด้วยกันอย่างลงตัว เพื่อนำผลของการผสมผสานไปพัฒนาในงานระบบอุตสาหกรรมอย่างสมบูรณ์
ตัวอย่างผลงานที่สร้างจากสาขาวิชานี้ได้แก่ “ระบบอัจฉริยะ” (Intelligent Systems) ซึ่งมีกลไกที่สามารถทำงานด้วยตัวเองโดยอัตโนมัติ ตามความต้องการที่กำหนดไว้ได้อย่างรวดเร็ว ถูกต้องและแม่นยำ ตัวอย่างของระบบที่มีระบบเมคคาทรอนิกส์เป็นส่วนประกอบ เช่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์กู้ภัย และอาคารอัจฉริยะ เป็นต้น
วิศวกรรมไฟฟ้า (อังกฤษ: Electrical Engineering) เป็นสาขาที่ศึกษาทฤษฏีและการประยุกต์ใช้ ไฟฟ้า, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ผู้ที่ประกอบวิชาชีพในสาขานี้เรียกว่า วิศวกรไฟฟ้า สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าเป็นสาขาที่กว้างประกอบไปด้วยหลายสาขาย่อย
*ไฟฟ้ากำลัง เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับ การผลิต การส่ง และ การจ่ายพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องตั้งแต่โรงงานผลิตไฟฟ้า ส่งกำลังผ่านโครงข่ายสายส่งไฟฟ้า ไปยังผู้บริโภคทั้งที่เป็นอุตสาหกรรม แหล่งธุรกิจ และ บ้านเรือนที่พักอาศัย
สาขานี้จะเกี่ยวพันกับทั้ง โครงข่ายสายส่ง และอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในการส่งกำลังไฟฟ้า ที่ศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าที่ศักย์ไฟฟ้าตามบ้านมาก ตั้งแต่หลายพันโวลต์ จนถึง หลายแสนโวลต์ และส่งกำลังหลายล้านวัตต์
ทุกวันนี้ สาขานี้ยังรวมไปถึงเศรษฐศาสตร์ ของไฟฟ้ากำลังอีกด้วย ทั้งการวิเคราะห์และคาดหมายปริมาณการบริโภคเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้า รูปแบบโครงสร้างเสรีในการซื้อขายกำลังไฟฟ้า
*สื่อสาร/โทรคมนาคม สาขานี้เป็นสาขาที่เกี่ยวพันโดยตรงกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะเกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลในรูปสัญญาณจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในรูปสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ว่าจะส่งผ่านสื่อตัวกลางซึ่งอยู่ในรูป สายตัวนำ หรือ สายใยแก้ว หรือ ผ่านอากาศในรูปคลื่นวิทยุซึ่งนอกเหนือจากในแง่ทางกายภาพของอุปกรณ์รับส่ง และ สื่อตัวกลาง แล้วยังรวมถึงสถาปัตยกรรมของระบบสื่อสาร ทั้งในแง่โครงสร้างโดยรวมทางกายภาพของเครือข่าย และ สถาปัตยกรรมทางซอฟต์แวร์ เช่น โครงสร้างเครือข่ายระบบเซลลูลาร์ โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารด้วยใยแก้วแบบต่างๆ รวมถึงโพรโทคอล เทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์ และ การเข้ารหัสของช่องสัญญาณแบบต่างๆ
*อิเล็กทรอนิกส์ สาขาย่อยอิเล็กทรอนิกส์นี้ เดิมทีเป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ และ ทดสอบวงจรไฟฟ้า ซึ่งสร้างจากอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่หลอดสูญญากาศ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ขดลวดเหนี่ยวนำ จนถึง อุปกรณ์จากสารกึ่งตัวนำเช่น ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และ อื่นๆ เพื่อให้เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานตามจุดประสงค์ที่ต้องการ เช่น เป็นวงจรรับวิทยุ วงจรเครื่องขยายเสียง
*วิศวกรรมระบบควบคุม นี้จะเกี่ยวข้องกับการ วิเคราะห์ระบบ และ ออกแบบระบบควบคุม โดยมีพื้นฐานจากแบบจำลองทางคณิตศาตร์ ของระบบ เครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม การประยุกต์ใช้งานจริงนั้นจะประกอบจากการใช้เทคโนโลยีต่าง ๆ ของเครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม ซึ่งโดยส่วนใหญ่ (แต่ไม่จำกัดเฉพาะ) จะเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า เนื่องจากสามารถออกแบบให้มีการทำงานที่ซับซ้อนและขนาดเล็ก หรือใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมที่ซับซ้อน
วิศวกรรมโยธา (civil engineering) เป็นศาสตร์ของสาขาหนึ่งในทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ครอบคลุมการก่อสร้างตึก ตึกระฟ้า อาคาร สะพาน ถนน และระบบขนส่งอื่น ๆ รวมถึงระบบสาธารณูปโภคต่างๆ เช่น เขื่อน คลอง ตลอดจนการทำรังวัดในงานสำรวจและแผนที่ รวมไปถึงการวิเคราะห์ทางธรณีและชลศาสตร์ และการบริหารจัดการการก่อสร้าง งานในทางด้านวิศวกรรมจะเน้นทางด้านการใช้วัสดุและทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุด ผู้ที่ประกอบวิชาชีพในสาขานี้เรียกว่า วิศวกรโยธา หรือเรียกกันว่า นายช่าง ในการทำงานในประเทศไทย ผู้ที่ประกอบวิชาชีพจะขึ้นทะเบียนกับสภาวิศวกรเพื่อรับ ใบอนุญาตประกอบวิชาชีพวิศวกรรม (กว.) โดยมีการจัดสอบระบบใหม่เริ่มต้นเมื่อต้นปี พ.ศ. 2552 ด้วยระบบสุ่มข้อสอบทั้งหมดผ่านระบบคอมพิวเตอร์ (เฉพาะระดับ "ภาคีวิศวกร" ประกอบด้วยสาขาย่อยดังนี้
- วิศวกรรมโครงสร้าง (Structural Engineering)
- ศึกษาเกี่ยวกับการออกแบบและคำนวณ สิ่งก่อสร้าง การศึกษาในสาขานี้จะเน้นในทางด้านงานคำนวณวิเคราะห์ ออกแบบโครงสร้างของสิ่งก่อสร้าง และแรงต้านทานของวัสดุ เพื่อหาวัสดุและขนาดของวัสดุที่เหมาะสมกับงานนั้นๆ งานที่เกี่ยวข้องได้แก่ การก่อสร้างอาคาร เขื่อนหรือสะพาน เป็นต้น
- วิศวกรรมก่อสร้างและการจัดการ (Construction Engineering and Management)
- ศึกษาเกี่ยวกับการก่อสร้างอาคารเป็นหลัก โดยเน้นศึกษาทางด้านระบบการสร้างอาคาร การวางแผนงาน การประเมินราคาค่าก่อสร้าง นอกจากนี้ ในบางสถาบันจะมีการสอนเกี่ยวกับระบบไฟฟ้า ระบบปรับอากาศและระบบสุขาภิบาลภายในอาคาร
- วิศวกรรมขนส่ง (Transportation Engineering)
- ศึกษาแยกเป็น 2 สาขาหลักคือระบบและวัสดุ โดยงานทางด้านระบบจะเน้นทางด้านการวางผัง การจราจร และการจัดการทางด้านงานจราจร โดยทำการศึกษาถึงประโยชน์และค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างระบบถนน สำหรับงานทางด้านวัสดุจะเน้นในการศึกษาวัสดุในการทำถนน ได้แก่ คอนกรีตและยางมะตอย เป็นหลัก โดยศึกษาถึงกรรมวิธีในการสร้างถนนและปรับปรุงถนน
- วิศวกรรมเทคนิคธรณี (Geotechnical engineering)
- ศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติทางด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมของดิน เพื่อการวิเคราะห์ ออกแบบ และแก้ปัญหาด้านวิศวกรรมโยธา
- วิศวกรรมธรณี (Geological engineering)
- ศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติทางด้านฟิสิกส์ วิศวกรรมของหิน และธรณีวิทยาประยุกต์ เพื่อการวิเคราะห์ ออกแบบ และแก้ปัญหาด้านวิศวกรรมโยธาและเหมืองแร่
- วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม (Environmental Engineering)
- ศึกษาเกี่ยวกับการจัดการระบบสิ่งแวดล้อมในน้ำและในอากาศ การปรับปรุงคุณภาพของของเสีย
- วิศวกรรมแหล่งน้ำ (Water Resource engineering)
- ศึกษาเกี่ยวกับงานทางด้านแหล่งน้ำ ปริมาณน้ำฝน และระบบการระบายน้ำ รวมทั้งการก่อสร้างคู คลอง และแม่น้ำ
- วิศวกรรมสำรวจ (Survey Engineering)
- ศึกษาเกี่ยวกับวิธีการทำรังวัดและงานทางด้านสำรวจ สำหรับใช้ในทางด้านแผนที่ รวมถึงการศึกษาทางด้าน จีพีเอส (GPS) และ ภูมิสารสนเทศ
วิศวกรรมสารสนเทศและการสื่อสาร (อังกฤษ: Information and Communication Engineering (ICE)) เป็นสหวิทยาการทางวิศวกรรมเชิงประยุกต์โดยเป็นสาขาทางวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งเป็นศาสตร์ทางวิศวกรรมว่าด้วยการใช้ความรู้ทางวิศวกรรมในการผลิตระบบสารสนเทศและระบบการสื่อสาร สำหรับอุตสาหกรรมหรือองค์กรวิสาหกิจที่มีสถาปัตยกรรมเทคโนโลยีสารสนเทศและสารสนเทศขนาดใหญ่ เช่น อุตสาหกรรมซอฟต์แวร์สำหรับองค์กรวิสาหกิจขนาดใหญ่ ธุรกิจสารสนเทศเพื่อการสื่อสารระดับประเทศ ระบบข้อมูลสารสนเทศดาวเทียม อุตสาหกรรมเกมและศึกษาบันเทิง ระบบเครือข่ายองค์กรวิสาหกิจ วิศวกรรมซอฟต์แวร์ของวิสาหกิจขนาดใหญ่ เป้นต้น
วิศวกรสารสนเทศและการสื่อสารจะมีความรู้ทางด้านวิศวกรรมทั่วไป โดยเน้นความรู้พื้นฐานในการพัฒนาซอฟต์แวร์ วิศวกรรมซอฟต์แวร์ วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ การสื่อสารสารสนเทศ ระบบเครือข่าย ศาสตร์การบริหารจัดการ การประมวลและการจัดการวิสาหกิจ ระบบสารสนเทศ และเทคโนโลยีสารสนเทศ หรือกล่าวได้ว่าเป็นการผนวกรวมองค์ความรู้ทางด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และวิศวกรรมโทรคมนาคม เข้าด้วยกัน
วิศวกรรมสารสนเทศ (Information Engineering) เป็นสาขาทางวิศวกรรมศาสตร์ ว่าด้วยการนำความรู้ทางวิศวกรรมศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในสาขาต่างๆ มาประยุกต์ใช้ในกระบวนการจัดการข้อมูลข่าวสาร ให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อความต้องการของมนุษย์
การจัดการข้อมูลข่าวสาร ในที่นี้นั้นหมายถึงการกระทำใดๆต่อข้อมูล เช่น การจัดเก็บ การรับส่งข้อมูล การประมวลผลข้อมูล เป็นต้น
สาขาวิชาวิศวกรรมสารสนเทศ จะมุ่งเน้นการศึกษาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในสาขาต่างๆ ได้แก่ คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์และโทรคมนาคม ตลอดจนถึงสาขาทางวิศวกรรมไฟ้ฟ้าอื่นๆ เช่น ระบบควบคุม เป็นต้น
ยกตัวอย่างเช่น การประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์แล้วส่งผ่านระบบโครงข่ายการสื่อสารแบบมีสายหรือแบบไร้สายไปยังปลายทาง ตลอดจนการจัดเก็บและการบริหารจัดการข้อมูลสารสนเทศให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด เป็นต้น
วิศวกรรมสมุทรศาสตร์ (อังกฤษ: Oceanic Engineering หรือ Ocean Engineering) เป็นสาขาทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาระบบทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนเพื่อใช้กับสภาพแวดล้อมทางทะเล(รวมถึงมหาสมุทร) โดยใช้ความรู้ทางคณิตศาสตร์, วิทยาศาสตร์, วิศวกรรมศาสตร์ทั่วๆไป รวมกับความรู้ทาง ชลพลศาสตร์(hydrodynamics), กลศาสตร์ทางโครงสร้าง (structural mechanics), ปรากฏการณ์การสั่นประเทือน (vibratory phenomina),การแปลงพลังงาน (energy conversion), วัสดุศาสตร์ และ อิเล็กทรอนิกส์
จริงๆแล้ววิศวกรรมสมุทรศาสตร์เป็นสาขาที่ประยุกต์ความรู้ทางวิศวกรรมหลายๆด้านเช่นวิศวกรรมเครื่องกล,วิศวกรรมโยธา, วิศวกรรมไฟฟ้า, วิศวกรรมเคมี และวิศวกรรมเสียง(Acoustical Engineering)เข้าด้วยกันกับศาสตร์ทางด้านนาวาสถาปัตยกรรม (Naval Architecture)และวิทยาศาสตร์ทางทะเล (Ocean Science)
วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม เป็นงานทางวิศวกรรมที่เกี่ยวกับการศึกษา วิเคราะห์ ออกแบบ ก่อสร้าง ควบคุมดูแลระบบเพื่อแก้ไขปัญหาทางสิ่งแวดล้อม เช่น มลภาวะทางน้ำ อากาศ เสียง ขยะ สารพิษอันตราย รวมทั้งงานที่เกี่ยวกับ ระบบประปา ระบบท่อภายในอาคาร งานสุขาภิบาล งานศึกษาผลกระทบสิ่งแวดล้อม