Мехатроника и робототехника что это
Почему мехатроника в настоящее время набирает популярность?
Аннотация: Статья включает в себя понятие мехатроники, ее цели и методы, историю возникновения, применение и профессии будущего.
Ключевые слова: мехатроника, робототехника, синергетическая интеграция, электропривод, роботы, станки с ЧПУ.
Что окружает нас вокруг? Автомобили, бытовая техника, производство. А знаем ли мы благодаря чему все это создается? В основе производства лежат знания научно-технической отрасли. В век высоких технологии всё большую популярность набирают мехатронные станции. Развитие мехатроники осуществляется на базе объединения сведений из ряда областей: прецизионной механики, электротехники, микроэлектроники, информационных технологий, силовой электроники и других научно-технических дисциплин. Перспективы развития в этой среде достаточно большие, так как в данное время все стремятся автоматизировать не только производство, но и повседневный быт. А что же такое мехатроника?
Мехатроника– это научно-техническая отрасль, которая работает над созданием и обслуживанием машин с компьютерным управлением движения. Она базируется на знаниях в области электромеханики, электроники, автоматики, микропроцессорной техники, а также ІТ-технологий.
Цель мехатроники состоит в создании интеллектуальных машин и физико-технических систем и процессов различного назначения, обладающих качественно новыми функциями и свойствами.
Метод мехатроники основан на системном сочетании таких ранее обособленных естественнонаучных и инженерных направлении, как точная механика, микроэлетроника, электротехника, компьютерное управление и информатика на всех этапах жизненного цикла изделий, начиная с маркетинга и проектирования и продолжая на этапах реализации, эксплуатации и утилизации Основой метода мехатроники является синергетическая интеграция структурных элементов, технологий, энергетических и информационных потоков для достижения единой цели. Одним из примеров мехатронной системы являются роботы и манипуляторы. Их все больше используют для различных видов работ на производстве и в быту.
Начиная c 1930-х годов в некоторых зарубежных странах и СССР для названия систем обеспечения требуемых движений посредством электричества применяется термин электрический привод (сокращенно электропривод). С развитием электрических приводов и возможностей их применения в индустриально-производственных и транспортных системах, стала очевидна необходимость полной интеграции составляющих элементов электропривода: механики, электрических машин, силовой электроники, микропроцессорной техники и программного обеспечения для наиболее полного использования возможностей электропривода и обеспечения им прецизионного движения. Так как наиболее полное развитие данные тенденции получили в Японии, а с термином «электрический привод» как самостоятельной технической системой там знакомы не были, для описания данных систем в Японии был введен термин «мехатроника». Непосредственным автором является японец Тецуро Мори, старший инженер компании Yaskawa Electric, а сам термин появился в 1969 году. Термин состоит из двух частей — «меха-», от слова механика, и «-троника», от слова электроника. Сначала данный термин был торговой маркой (зарегистрирована в 1972 году), но после его широкого распространения компания отказалась от его использования в качестве зарегистрированного торгового знака. Из Японии мехатроника распространилась по всему миру. Из иностранных изданий термин «мехатроника» попал в Россию и стал широко известен.
Многие современные системы являются мехатронными или используют ее элементы, поэтому постепенно мехатроника становится «наукой обо всём». Она применяется во многих отраслях и направлениях, например: робототехника, автомобильная, авиационная и космическая техника, медицинское и спортивное оборудование, бытовая техника, экзоскелеты. Мехатроника тесно связана с робототехникой. Почему? Все просто: роботехника – самое популярное направление в мехатронике. А название специальности говорит о том, что специалист будет работать над созданием роботов, станков с ЧПУ и подобных устройств. Популярность роботов и другой умной техники говорит о том, что мехатроника – очень популярная сфера деятельности. Если вы решили посвятит себя этой науке, то работать мехатроником можно, получив образование: инженера-электроника, программиста, электротехника, конструктора, кибернетика, робототехника.
Рассуждать о мехатронике можно долго, это набирающая популярность отрасль, которая является неотъемлемой частью нашего будующего. Сегодня мехатронику можно встретить во всем, начиная от земледелия, заканчивая космосом. Можно смело заявить о том, что за мехатроникой как профессией стоит будущее, и уже не такое далёкое.
2. Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. «Мехатроника», 1988
4. Парушев Г.Е.»Уровни интеграции мехатронных систем», 2015
5. Пелипко Н.Р.»История развития мехатроники»,2015
Специальность «Мехатроника и робототехника» (бакалавриат)
Мехатроника и робототехника
Степень: Академический бакалавр
Наиболее распространенные экзамены при поступлении:
Содержание
Мехатроника – научная сфера, занимающаяся изучением объединенных компьютерных и электротехнических компонентов, на основании которых проектируются и создаются инновационные системы и машины. Робототехника – научная область, нацеленная на разработку и конструирование роботов и систем, способных заменить труд человека и автоматизировать сложные технологические процессы. В настоящее время данные отрасли активно расширяются, привлекая новые талантливые умы для совершения инновационных открытий и создания оптимальной продукции. Ввиду перспективности направления многие выпускники, хорошо разбирающиеся в точных науках, сегодня стремятся поступить на специальность 15.03.06 «Мехатроника и робототехника». Это довольно сложная отрасль, требующая глубоких математических знаний, поэтому освоить ее удается не всем.
Условия поступления
Поскольку каждый вуз имеет право устанавливать свой перечень экзаменов для поступления на определенный факультет, выпускникам рекомендуется заранее уточнять информацию о том, какие предметы нужно сдавать для зачисления на желаемое направление.
Тем не менее, в любом образовательном учреждении для освоения данной профессии требуется предъявить результаты ЕГЭ по профильной математике. Среди остальных же дисциплин могут присутствовать:
Будущая профессия
На данном отделении воспитываются будущие специалисты высокого класса, готовые работать с техническими системами, агрегатами и комплексами, которые применяются для исполнения определенных функций и управления устройствами. Студенты направления готовятся к осуществлению научно-исследовательской деятельности, а также приобретают навыки проектирования и конструирования инновационных машин и роботов. Кроме того они проходят программу обучения по эксплуатации уже существующей техники и оттачивают свои организационные и управленческие способности.
Куда поступать
Сейчас многие вузы Москвы предлагают освоить эту непростую профессию. Наиболее популярными учебными заведениями, осуществляющими подготовку в данной области, считаются:
Срок обучения
Продолжительность образовательной программы на бакалавриате на очной форме обучения составляет 4 года, на заочной – 5 лет.
Дисциплины, входящие в курс обучения
Среди основных предметов, которые предстоит изучить будущим студентам, наибольшее значение имеют:
Приобретаемые навыки
В результате освоения специальности выпускники приобретают следующие знания и умения:
Перспективы трудоустройства по профессии
Кем можно пойти работать, получив диплом? Специальность позволяет освоить наиболее востребованные в современном мире технологий профессии, среди которых:
Это активно растущая область, требующая в свои ряды настоящих профессионалов своего дела. При этом на рынке труда сегодня востребованы как специалисты-теоретики, которые проектируют и создают новые идеи, так и эксперты-практики, готовые осуществлять свою деятельность в коллективе, создающем новые узлы под необходимые параметры.
Прежде профессионалы данной области в основном были востребованы для разработок в военной и космической сферах, однако теперь их знания все чаще требуются и обычным фирмам и компаниям. Стоит отметить, что вышеперечисленные должности являются в России одними из самых высокооплачиваемых. Так, начинающий специалист может заработать от 30 000 рублей. Оклад же ведущего эксперта организации нередко представляет собой шестизначную цифру.
Преимущества поступления в магистратуру
Многие студенты, окончив бакалавриат, принимают решение продолжить обучение по более углубленным программам в магистратуре. И это дает им особые преимущества:
Происхождение терминов
Отвечая на вопрос, что за профессии мехатроника и робототехника, следует рассмотреть историю возникновения понятий. Мехатроника — итог слияния механики и электроники. Слово введено в научный обиход японской компанией Yaskawa Electric Corp в 1969 году. В России его широко употребляют с 1990-х годов.
Первичная задача мехатроники — конструирование механизмов, работающих от электросети и регулируемых с помощью программ. Требования к сложным механическим системам растут. Первоначально ученые изобрели электропривод, используемый для обозначения механических агрегатов, питающихся от электросети. Это был важный шаг к автоматизации производственных процессов.
Решение новых технических задач требовало усложнения мехатронных систем. Теперь они должны были не просто работать от сети, но и подчиняться программе компьютера, собирать данные, менять поведение согласно встроенным алгоритмам. Компоненты систем являются единым целым и управляются с помощью операторов. Однако соединить элементы и узлы, обеспечить им электрический ток и программное обеспечение недостаточно. Для эффективного функционирования у мехатронной системы должны быть новые особенности, не свойственные ее звеньям.
Автоматы, которые передвигаются, реагируют на изменение внешних условий, имеют зачатки искусственного интеллекта.
В действительности робототехника — одно из подразделений мехатроники, и указанные дисциплины изучаются в комплексе. Это позволяет готовить специалистов, способных решать теоретические задачи и с успехом справляться с производственными вопросами.
Наука мехатроника
Сферы применения мехатроники и робототехники не ограничиваются промышленностью, военным делом, работой с опасными средами, космонавтикой, представлениями андроидов. Эти науки все чаще требуются в повседневной жизни для житейских нужд и облегчения бытовых проблем. Профессионалы приложили руку ко многому, что окружает современных людей — бытовой технике, ассистентам водителей, тренажерам стимуляторов для медицинских нужд.
Мехатронные системы формируются из нескольких составляющих, связанных энергетическими и информационными потоками:
Функции мехатронных систем
Мехатроника призвана решать проблемы преобразования входящей информации в требуемые механические движения. При их проектировании используется принцип обратной связи. Это означает интеграцию нескольких элементов разной природы в один функциональный модуль. Специальность людей, которые занимаются выполнением операции, может быть разной. В идеале при полном предоставлении нужной информации удается достичь планируемого результата.
Среди функций, присущих мехатронным системам, выделяют четыре наиболее важные:
Преимущества направления
Мехатроника и робототехника активно развиваются. При этом новые специалисты используют в работе накопленный опыт и готовы к изучению данных.
Преимущество дисциплины по сравнению с обычными средствами автоматизации:
Примеры из жизни
Технологии и системы, созданные при помощи робототехники — не редкость в современной жизни. Их можно встретить в любых сферах.
Зная о понятии и функциях дисциплин, несложно понять, что к ним относят:
Подготовка кадров
Мехатроника и робототехника — дисциплины, которые черпают знания из точных, естественных и гуманитарных наук. Желающие освоить профессию сталкиваются с необходимостью изучить множество дисциплин.
Среди них такие направления:
При обучении специалистов робототехнике преподаватели много времени уделяют конструкторской работе и сбору моделей разной степени сложности.
Преодолеть тернистый путь и стать профессионалом в этой области молодым людям помогают пытливый ум, стремление к инновационным и нестандартным решениям, глубокие знания прикладных дисциплин, желание опережать время. Хорошим подспорьем станет знание английского языка. Оно открывает возможность найти хорошо оплачиваемую работу за рубежом.
Где учиться по специальности мехотроника и робототехника, зависит от города проживания, результатов ЕГЭ, финансовых возможностей будущего абитуриента. Обучение ведут столичные и региональные ВУЗы.
В Москве абитуриентов ждут:
Профильные факультеты занимаются подготовкой специалистов высокого класса, способных работать со сложными техническими агрегатами и комплексами, используемыми для выполнения определенных функций. Молодые кадры также ориентированы на научно-исследовательскую работу, проектирование сложных роботизированных механизмов. Они проходят курс подготовки управления существующей техники, оттачивают организаторские способности.
Продолжительность очного обучения на бакалавриате — 4 года, заочного — 5 лет.
Навыки молодых специалистов
ВУЗы обучают широкому спектру навыков. Освоив стандартную программу, молодые специалисты приступают к работе по специальности.
Успех в своем деле им гарантируют такие умения:
Где и кем востребованы профессии
Кем работать мехатронику и робототехнику, молодые специалисты решают после получения диплома бакалавра. Кто-то остается учиться дальше на платной основе, получает диплом магистра, который открывает более широкие перспективы.
Специальность дает возможность освоить наиболее актуальные в современном мире профессии:
На рынке труда эти профессии очень востребованы. Предприятия приглашают как теоретиков, проектирующих новые идеи, так и практиков, благодаря которым проекты воплощаются в жизнь.
Вышеперечисленные должности — одни из наиболее высокооплачиваемых в России и в мире. У мехатроника и робототехника зарплата в начале карьеры — 30000 руб. и выше. Оклад ведущих специалистов измеряется в шестизначных цифрах.
Преимущества окончания магистратуры
Балакавриат нередко приравнивают к колледжу. Обучение в магистратуре идет по более углубленным программам. Магистры являются более подготовленными, технически подкованными, что дает им преимущество не только при трудоустройстве, но и в оплате труда.
К другим достоинствам магистратуры можно отнести:
Есть нехватка профессиональных кадров, поэтому на работу охотно берут самородков, которые демонстрируют достаточный уровень практических навыков и умений. Однако это не исключает дальнейшего обучения.
Мехатроники трудятся над разработкой неизвестных систем, развивают стартапы, становятся частью команд научных институтов, частных и государственных предприятий.
Отзывы учащихся и работающих
Учусь на третьем курсе УГАТУ на факультете «мехатроника и роботостроение». Эта профессия для ребят, неравнодушных к науке и технике. За время учебы у меня 4 научные работы, участие в олимпиадах и студенческих веснах. Учеба довольно сложная, из-за чего самые нестойкие ребята уже отсеялись. Но я люблю трудности, очень хочу получить востребованную профессию и зарабатывать достойно.
Сын два года назад закончил вуз по специальности 220402 «Роботы и робототехнические системы» со специализацией «Информационное обеспечение робототехнических систем». По окончании — несколько предложений, одно другого лучше. Выбрал известный столичный завод. Растет по карьере. Специалистов толковых и правда не хватает.
Жалею, что раньше такой специальности 10 лет назад не было и близко, Работаю на производственном предприятии. Завезли станки и оборудование, которыми никто не смог управлять. Пригласили молодых выпускников вузов. Толковые ребята. И зарплатой, видно, не обидели. Сыну 14 лет, но уже сейчас толкуем с ним, что стоит пойти учиться на мехотроника.
Что за специальность такая, Мехатроника?
Привет всем пикабушникам и пикабушницам!
Для начала расскажу о ней как об отрасли науки и техники (как это подразумевают ученые умы).
Мехатро́ника — это область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающими проектирование и производство качественно новых механизмов, машин и систем с интеллектуальным управлением их функциональными движениями.
Википедия
Исторически профессия мехатроника была придумана в Японии и подразумевала курацию специалистов в каждой из областей знаний и налаживание контакта между ними, то есть, руководство группой узких специалистов, но в России, ввиду нераспростаненности профессии, все несколько иначе и ниже я опишу процесс и некоторые особенности обучения.
По окончании университета ограничения по профессиональному признаку менее строгие, чем после окончания узкоспециализированного направления. Но придется некоторое время доучиться на рабочем месте, чему и учат в университете.
Дальше расписаны впечатления и особенности учебного процесса юного мехатроника, испытанные мной на собственном опыте более подробно.
Большинство современных устройств (от телевизионного пульта до многотонных грузовых самолетов) содержат в себе компоненты, которые также не являются элементарными. Возьмем, к примеру, смартфон. Данное устройство является мехатронным (технологически сложным и раскладываемым на более технологически простые компоненты) и содержит в себе ряд компонентов:
1. Механической природы (корпус)
2. Электрической природы (элементы питания)
4. Компьютерные компоненты (софт)
Каждая из перечисленных категорий не является элементарной. То есть, для производства каждой из них необходимы специфичные знания. В теории, мехатроник должен обладать всеми знаниями для полного понимания принципов работы от самых элементарных до узкоспециализированных.
На практике же, ввиду ограниченности времени обучения удается вложить в головы студентов умение выбирать источники и подходящую информацию из них в кратчайшие сроки, а также некоторый набор технических знаний.
Специальность эта является достаточно молодой как в мире, так и в РФ, поэтому устоявшихся программ обучения пока не разработано. И это дает интересный бонус к знаниям новоиспеченного специалиста, а именно уклон знаний в сторону кафедры, на базе которой была организована специальность.
Простой пример. Обучаясь на кафедре, в основе которой была Автоматика, я получил хорошие знания по теоретической механике, теории автоматического управления, физике и программированию (микроконтроллеры, десктоп и чпу), а продолжив обучение на той же специальности, но на кафедре, во главе которой стояли Приводчики, дополнил знания электротехникой и немножко сопроматом.
Таким образом, набор знаний, получаемых студентом, варьируется от универа к универу. Также варьируется обучение в зависимости от обеспеченности кафедры обучающими материалами (стенды) и связями (возможности практики). Но это общая закономерность для любой специальности вообще. Однако, касательно мехатроники, это закладывает некое профессиональное направление студента через преподавателей, которые приводят примеры из своей практики и опыта. Я получил такие знания о машиностроении и металлургии.
Кроме общих сведений, необходимых для вышеозначенных сфер деятельности, я проходил также и курс по более новым технологиям. Например, генетические алгоритмы, нейросети, нечеткие регуляторы. Таким образом, наряду с устоявшимися технологиями студент получает и знания из современных областей, что позволяет расширить техническую грамотность.
По итогам, из универа выходят имеющие обширные, но не глубокие знания техники специалисты, которые умеют адаптироваться к работе, на которую их примут ввиду умения впихивать в голову достаточно большие объемы информации.
P.S. Сам я сейчас работаю программистом в энергетике и ни к машиностроению, ни к металлургии не имею прямого отношения. Я описал свое собственное впечатление и отношение к этой специальности и был бы рад услышать мнение других специалистов.
Если есть какие-либо вопросы и уточнения, добро пожаловать в комментарии.
Спасибо тем, кто потратил время на эту простыню)
1. Механической природы (корпус)
2. Электрической природы (элементы питания)
4. Компьютерные компоненты (софт)
Поправлю. Корпус к механике в мехатронном смысле не имеет отношение. Только та, которая управляется электроникой. Например перемещение оптики (автофокус)
Здравствуйте, мне интересно, в каком университете вы получали эту специальность. Поступать мне только через 2 года, но я уже задумалась над выбором универа. Хочу поступить на специальность «Мехатроника и робототехника» в МГТУ им. Баумана (кафедра «Специальное машиностроение»). Если возможно, порекомендуйте, пожалуйста, вузы, где я смогу получить качественные знания по этой специальности.
Может я чего то не понимаю, но смартфон мехатронным устройством не является. Т.к. для этого у него должны быть какие то двигающиеся элементы
кто со школы понял, что любит заниматься техникой, но не знает, что это такое эта ваша техника в полной мере
А я еще помню времена, когда таких называли жопоголовыми рукожопами.
Спойлер: это все херня. Даже если обучиться, то по специальности никуда (в России) не возьмут.
Про УПК и вождение
У нас тоже в школе с 10го класса было УПК.
На вождение брали всех,и девочек тоже.
Если на момент сдачи экзамена в автошколе тебе было 17 лет, то тебя допускали до сдачи в ГАИ, и твои права лежали ждали твоих 18ти. Если был младше, то выдавались документы об окончании автошколы, и ты ждал 17ти, потом шел сдавал, и в 18 забирал права.
Щас покопалась в документах, даже нашла книжку, с которой мы катались на вождении:
У нас в обучении были:
1. Устройство автомобиля. Системы, принципы работы и тд
Потом выдавали свидетельство:
Я получила 4, потому что запуталась в ведущем и ведомом диске сцепления на экзамене, исправилась в итоге, но. (выходишь к доске и по плакату полностью рассказываешь, из чего состоит система сцепления, как работает, пошагово, от поврота ключа до того как машина поехала).
Учили нас очень хорошо, и, главное, бесплатно. Бензин только оплачивали, естественно.
Наш преподаватель, Водонаев Александр Владимирович, всегда говорил «у меня каждый год учатся десятки таких как вы, сдают, заканчивают школы и разъезжаются. Я хочу спать спокойно, зная, что хорошо научил всех тех, кто потом за рулём по всему миру ездит.»
Александр Владимирович, мы ездим хорошо!
Ответ на пост «УПК»
Ответ на пост «УПК»
Вот такие воспоминания. Сам я до сих пор считаю, что иметь рабочую специальность при выпуске из школы было очень полезным. Сейчас даже здания не сохранилось от того УПК.
Не знаю как обстоит дело сейчас, но когда я учился в школе у старшеклассников в расписании были странные буквы УПК, причём занимали они весь день вторник или четверг, в зависимости от параллели, был у нашей школы. Вот я прихожу в 10-й класс и в первый четверг сентября я узнаю что УПК это Учебно Производственный Комбинат, где нас будут обучать различным профессиям по нашему(почти) выбору. Комбинат был один на район и туда ходили ребята со всех окрестных школ.
Самая популярная, среди парней, профессия была водитель, туда хотели попасть 9 из 10 парней, потому было условие что на момент выпуска тебе должно быть 18 или почти 18 лет. т.к. мне на момент выпуска было бы только 16 то я пролетал. Девушки выбирали между сестринским делом и машинописью, где главным образом учили слепому методу печати. Был ещё с десяток различных профессий, я в итоге попал на книжное дело.
УПК можно было выбрать в качестве выпускного экзамена по выбору (тогда ЕГЭ ещё не было), и самым приятным фактом было что его сдавали в конце апреля, а ещё присваивался какой-то разряд. Чем я и воспользовался.
Экзамен был разделен на две части, сначала надо было сдать практику в качестве переплётчика или наборщика. Я выбрал наборщика и в нужный норматив собрал форму для печати. На следующий день была теоретическая часть. И это было не совсем так как обычно проходили все экзамен у меня до этого. Тут была целая комиссия, помимо преподавателя, было ещё несколько лиц, но самое главное что там была директор этого комбината.
Надо сказать что директор была дама крайне сурового вида, её боялись абсолютно все. Помимо того что она была директором, ещё она какую-то профессию (уже не помню какую именно). Несколько девушек из нашего класса у неё занимались и потом рассказывали страшилки, как у них всё строго и вообще они боятся своего учителя и не хотят ходить к ней.
Начался экзамен, мы все зашли, взяли по билету и начали готовится. Директор сказала комиссии что у неё параллельно идёт ещё экзамен и что она будет ходить туда-сюда. По готовности начали отвечать. Директор первым двум позадовала вопросы, причём вопросы были, как говорится не в бровь а в глаз, но особо не жестила. После двух человек она пошла на другой экзамен, но перед выходом сказала «Когда будет отвечать этот молодой человек обязательно меня позовите» и показала на меня. Кажется в тот момент я отложил пару кирпичей и совершенно не понимал за что такая честь. Через пару человек подошла моя очередь, директора не было и я честно надеялся что её забудут позвать. Я начал отвечать, но не успел я закончить первое предложение, мой преподаватель вспомнила что надо позвать директора и убежала за ней. Ну всё, думаю я, хана мне, сейчас меня завалят и не видать мне экзамена.
Пришла директор, я начал заново отвечать билет. В конце моего ответа у меня реально начал дрожать голос и руки, я раньше никогда не испытывал ничего подобного, отчего мне становилось ещё страшнее.
Директор задала мне буквально пару уточняющих вопросов, а после повернувшись к моему преподавателю сказала «Этот молодой человек заслужил отлично». Мой преподаватель, как будто не услышала её и говорит «Хорошо, у меня есть несколько вопросов», на что директор ей отвечает «Я сказала не нужно больше вопросов, ставьте отлично». Сказать что я был в шоке, это как ничего не сказать. Это было максимально неожиданно для меня.
Прошло почти 20 лет с тех событий и, к сожалению, я не помню ни чьих имён. Но я хочу сказать спасибо и преподавателю за введение в интересную профессию, которой я не стал заниматься но которую очень люблю и уважаю. И директору за этот отличный опыт сдачи экзамена)