Neue Wege finden, Probleme zu lösen | Chongqing GFK-Rohr Inc.

Mike Van Duyne, ein Architekturingenieur aus Bismarck, trat in die Branche ein, um sich einen Juckreiz zu nehmen.

„Ich liebe das Puzzle, das ein Gebäude mit sich bringt. Es ist nie dasselbe, nie geschnitten und trocken. Es ist die kreative Problemlösung, die dieses Projekt bietet. Jeder Tag ist anders, jedes Projekt ist anders“, sagte er.

Das Beste am Ingenieurwesen sei die Vielfalt der Karrierewege, die es biete, sagte Van Duyne, und der Wachstumspfad sei breit gefächert.

„Ich glaube nicht, dass das im College gut diskutiert wird, und ich denke, das sollte so sein“, sagte er.

Van Duyne arbeitet für Bartlett & West, ein in Topeka, Kansas ansässiges Unternehmen, dessen Motto lautet: „Wir wollen unsere Gemeinden zu einem besseren Ort zum Leben machen.“ Ingenieure tun genau das Tag für Tag, indem sie unter anderem neue Technologien zur Modernisierung der Infrastruktur nutzen, erneuerbare Energiequellen für die Umstellung auf saubere Energie nutzen und nachhaltige Transport- und Kraftstoffe ausbauen.

Jame Todd, Bauingenieur bei Bartlett & West und Leiter des Bismarck-Büros, sagte, dass eine starke Verbindung zu Hochschulprogrammen dazu beigetragen habe, offene Stellen zu besetzen. Er schätzt, dass zwischen 80 und 90 % ihrer Ingenieure Absolventen des Ingenieurprogramms der North Dakota State University sind. Und die University of Mary in Bismarck hat ein neues Ingenieurprogramm, von dem sein Büro profitiert hat – einige ihrer ersten Ingenieurabsolventen arbeiten jetzt dort.

Todd genießt die Branche, weil er die Früchte seiner Arbeit sehen kann, sei es eine Wasseraufbereitungsanlage oder der Straßenbau.

„Als Bauingenieur ist es ziemlich cool zu sagen: ‚Hey, ich habe an diesem Projekt mitgearbeitet oder beim Entwurf oder Bau genau dieses Dings geholfen.‘“

Eine der technologischen Entwicklungen, die immer beliebter wird, ist der Einsatz von Drohnen im Ingenieurwesen. Drohnen sind mit hochwertigen Kameras ausgestattet, die Fotos aus vielen Winkeln und Höhen aufnehmen können, sodass Ingenieure dreidimensionale Modelle eines Gebiets erstellen können. Neben Flugdrohnen gibt es auch Unterwasserdrohnen, die beispielsweise bei Inspektionen von Trinkwasserspeichern helfen können.

Todd sagte, sein Büro habe dank ihrer Unterwasserdrohne mehr Arbeit aufgenommen, was sicherer und effizienter sei, als Personal in einen Tank zu schicken, aus dem zunächst Hunderttausende Gallonen Wasser geleert werden müssten. Das einzigartige Tool habe dazu beigetragen, einen erfolgreichen Projektabschluss ohne Überraschungen sicherzustellen, sagte er.

Fortschritte bei mobilen Apps führen auch zu Veränderungen in der Technik und ermöglichen es Vermessern, ihre Mobiltelefone vor Ort für Projekte zu nutzen. Die gesammelten Daten sind nicht so hochtechnologisch wie LIDAR (Light Detection and Ranging) oder Vermessungsqualität, können aber zusätzlich zu Fotos genügend Daten für bestimmte Projekte wie Gehwegbewertungen sammeln.

Scott Schaefer, Praxisleiter bei AE2S, Maple Grove, Minnesota, integriert seit einiger Zeit Energieeffizienz in Projekte, wobei die Hauptmotivation erneuerbare Energien und Gaserzeugung sowie Solarenergie sind. Das Unternehmen befindet sich derzeit in der Entwurfsphase des Abwasseraufbereitungsprojekts Grand Forks und war Teil der fertiggestellten Trinkwasseraufbereitungsanlage in der Stadt.

„Es (Energieeffizienz) ist im Allgemeinen wirtschaftlich sinnvoll. Dort finden wir die größte Akzeptanz, wenn das Geld sinnvoll ist und Sie auch der Umwelt etwas Gutes tun und diese Win-Win-Situationen finden. Es gibt Zeiten, in denen wir Energie um der Energieeinsparung willen reduzieren, aber das ist eine Minderheit. Der Effizienzteil ist ein wesentlicher Bestandteil dessen, was wir tun“, sagte er.

Im Bereich der Abwasseraufbereitung sieht er in den letzten fünf Jahren mehr Projekte für Membranbioreaktoren und weist darauf hin, dass Membranen zwar nicht neu seien, aber immer umfassender umgesetzt würden, was zum Teil auf behördliche Anforderungen zurückzuführen sei.

„Neu ist ein relativer Begriff, die Dinge ändern sich in unserer Branche sehr langsam und die meisten unserer großen Projekte haben einen Fünfjahreszyklus“, sagte Schaefer.

Sein Team ist an einem großen Projekt zur Reduzierung von PFAS (Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen) in Woodbury, Minnesota, beteiligt, bei dem hauptsächlich Aktivkohle zum Einsatz kommt. Es handelt sich nicht um eine neue Technologie, sondern um eine neuere Anwendung dieser Technologie zur Entfernung von PFAS.

„Hier steckte viel Pilotarbeit, um die Wirksamkeit zu überprüfen, und jetzt präsentieren wir gerade den Entwurf für dieses Projekt“, sagte er.

Wie in den meisten Branchen ist auch der Maschinenbau von Arbeitskräftemangel betroffen. Steigende Kosten für Material und Ausrüstung gepaart mit längeren Vorlaufzeiten für die Lieferung von Material und Ausrüstung führen zu einer Krise. Einige Firmen sind bei ihren Projekten ein oder zwei Jahre im Rückstand, weil es entweder an Ingenieuren oder an qualifizierten Bauarbeitern mangelt, selbst bei ausreichender Infrastrukturfinanzierung. Gefragt zu sein ist ein gutes Problem, aber wenn Engpässe dazu führen, dass Kunden woanders hingehen, ist das ein Geschäftshindernis. Die Hoffnung besteht darin, dass die Verzögerungen und Engpässe nur von kurzer Dauer sind. Wenn nicht, werden Fortschritte in der Branche einen Weg finden, das Geschäft voranzutreiben.

Bob Schlieman, Bauingenieur bei APEX Engineering in Detroit Lakes, Minnesota, sagte, dass technologische Fortschritte bei Materialien die Lebensdauer von Infrastruktursystemen, der Grundlage aller Gemeinschaften, verlängern.

„Auf der Bauseite beeinflusst es die Art und Weise, wie wir Projekte betrachten und Dinge entwerfen – zum Beispiel grabenlose Technologien, die es vor etwa 20 bis 30 Jahren noch nicht gab.“ Sie werden immer fortschrittlicher. Wir verfügen über gerichtetes Bohren, Vortrieb und Bohren, Slip-Liner und vor Ort ausgehärtete Rohre. Es ermöglicht uns als Ingenieuren einfach, Projekte auf unterschiedliche Weise zu betrachten“, sagte Schlieman.

Sogar die Art und Weise, wie Informationen gespeichert werden, ändert sich und ermöglicht detailliertere und genauere Aufzeichnungen. Mit der GIS-Technologie (geografische Informationssysteme) können Ingenieure Informationen effizienter speichern und darauf zugreifen als bisherige Aufzeichnungspraktiken.

„Viele der Technologien, die wir für das Design verwenden, sei es CAD MicroStation oder ähnliches, werden ständig weiterentwickelt und machen unsere Praktiken und Bemühungen viel effizienter“, sagte er.

Zu den trendigen alternativen Liefermethoden für Projekte gehört das Design-Build-Modell. Jon Markusen, stellvertretender Vizepräsident für Transport im Büro von KLJ Engineering in Grafton, North Dakota, sagte, Design-Build sei nicht neu, werde aber immer häufiger eingesetzt. Es ermögliche die Zusammenarbeit zwischen dem Ingenieur und dem Auftragnehmer auf einer anderen Ebene und ermögliche es, mehr Innovationen zu sehen, was letztendlich dem Kunden letztendlich Geld spare, erklärte er.

Ein Aspekt der Projektplanung, der in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat, ist die Beteiligung und das Engagement der Öffentlichkeit. Auch die Art und Weise, wie Ingenieure die Informationen präsentieren, entwickelt sich weiter.

„Projekteigentümer möchten zu Beginn des Prozesses öffentliche Meinungen einholen, um zu vermeiden, dass Projekte die von den Menschen gewünschten Bedürfnisse erfüllen, und dies dann durch den Bau umsetzen“, sagte Markusen. „Sie wollen die Öffentlichkeit wirklich während des gesamten Projekts einbeziehen. Um das zu erreichen, sehen wir uns viel mehr Visualisierungen und Renderings davon, wie es aussehen wird. Bei öffentlichen Versammlungen verwenden wir interaktive Karten. In einigen Projekten erhalten wir tatsächliche Animationen.“

Je besser der Input im Vorfeld ist, desto besser können Planer auf Probleme oder Bedenken eines Projekts eingehen.

Die Verbesserung der Sicherheit steht bei der Planung von Tiefbauprojekten immer im Vordergrund und kann von der Verbesserung des Reflexionsvermögens der Straßenmarkierungsfarbe bis hin zu fortschrittlichen Warnsystemen reichen, die für Fußgänger sicherer sind.

„Technologie ist ein wichtiger Faktor für die Sicherheit“, sagte er.

Bevor eine Technologie kommerzialisiert und übernommen wird, durchläuft sie Forschung und Entwicklung, was häufig an Hochschulen der Fall sein kann.

Adam Gladen, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der North Dakota State University, Fargo, leitet einen Zuschuss des Energieministeriums in Höhe von rund 1,74 Millionen US-Dollar zur Entwicklung eines neuartigen thermochemischen Adsorptionsmaterials zur Energiespeicherung. Laut NDSU arbeitet das Forschungsteam daran, ein Gerüst aus Nanozellulose mit hygroskopischem Salz einzubetten. Das Material wird die Basis für wirtschaftliche und hocheffiziente thermische Energiespeichersysteme sein. Diese alternativen Energiespeichertechnologien werden durch die Notwendigkeit einer Diversifizierung vorangetrieben.

„Es gibt einen wirklich starken Vorstoß zur Diversifizierung unseres Energieportfolios“, sagte Gladen über North Dakota. Im März produzierte der Staat 40–45 % seines Stroms aus erneuerbaren Energiequellen, einen Großteil davon aus Windenergie. Wind und Kohle sind die beiden größten Energieproduzenten des Staates.

„Ich habe das Gefühl, dass wir Aufgabenmenschen sind, die die Aufgabe haben, gut mit dem umzugehen, was uns gegeben wurde, und dazu gehören auch unsere Energieressourcen – Erdgas, Erdöl, Kohle, Solarenergie, Biomasse – und diese effektiv zu nutzen, um zu helfen“, sagte Gladen . „In North Dakota sehen wir es in unserer Wirtschaft – die Rohstoffpreise steigen, es boomt. Die Rohstoffpreise sinken, North Dakota leidet. Wenn wir das diversifizieren können, trägt das dazu bei, diese Risiken zu mindern. Es ist, als würde man sein Portfolio diversifizieren.“

Die Speicherung thermischer Energie und die Speicherung elektrischer Energie in größerem Maßstab sind Investitionen, die einzelne Staaten und das ganze Land prüfen. Angesichts der explosionsartigen Beliebtheit von Elektrofahrzeugen lernen Ingenieurstudenten den Bedarf an Energiespeicherung kennen und erfahren, wie diese aussehen könnte.

Ein weiterer Bereich von Gladens Forschung besteht darin, Mittel für Studien zu mehr Umgebungsenergie zu erhalten – die Nutzung von Energie geringer Qualität und niedriger Temperatur für Dinge wie passives Energiedesign und neue Gebäudehüllen (Wände und Fenster), sagte er. Die Absicht besteht darin, dass die Hülle Wärme speichert, wenn sie benötigt wird, und diese Wärme abgibt, wenn sie nicht benötigt wird.

„Das Energieministerium hat gerade ein neues Wärmeenergiekonsortium gegründet, um zu versuchen, die erst in diesem Jahr gegründete Gruppe für die Übertragung von Wärmeenergie voranzutreiben“, sagte Gladen.

Angesichts der rasanten technologischen Weiterentwicklung können Ingenieurstudenten in dem Beruf, in dem sie in der Schule keine praktische Erfahrung hatten, auf Herausforderungen stoßen.

Sanjeev Kumar, Dekan für Ingenieurwissenschaften an der South Dakota State University, hat die Antwort darauf. Obwohl die Studierenden für künftige Branchen und Berufe ausgebildet werden, die vielleicht noch gar nicht existieren, liegt der Schlüssel darin, ihnen kritisches Denken und Fähigkeiten zur Problemlösung zu vermitteln. Auf diese Weise sind sie in der Lage, das Problem in kleinere Teile zu zerlegen und zu einer Lösung zu gelangen, ganz gleich, was ihnen begegnet.

„Ingenieurwesen ist etwas, das man in jedem Bereich anwenden kann – Genetik, Gesundheitswesen, was auch immer das Thema ist, in das wir Ingenieurwesen einbringen können. „Es wird bereits angewendet“, sagte Kumar.

Kumar betrachtet den Arbeitskräftemangel als vorübergehend und betont die Bedeutung einer Partnerschaft zwischen Hochschulbildung und Industrie.

„Die Industrie muss zusammenarbeiten, und wir müssen mit der Industrie zusammenarbeiten, um unsere zukünftigen Ingenieure so auszubilden, dass sie sich um das kurzfristige Problem der Arbeitskräfte kümmern und den Fokus auf die Zukunft nicht verlieren“, sagte er.

Für diejenigen, die sich fragen, ob Ingenieurwesen der richtige Karriereweg für sie ist, rät Kumar den Studenten, Mathematik- und Naturwissenschaftskurse zu belegen, da ihnen dadurch eine Welt voller Berufsmöglichkeiten eröffnet wird.

„Sie bringen einfach Ihre Leidenschaft mit und wenn Sie Ingenieur werden wollen, sorgen wir dafür, dass Sie Ingenieur werden“, sagte Kumar.