мехатроник кто это такой

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

Источник

Из механика в мехатроники – глазами профессионального диагноста

Из механика в мехатроники – глазами профессионального диагноста

Мехатроник

Кто такой мехатроник? Даже Майкрософт Офис это слово до сих пор подчёркивает красным, хотя у нас с вами это слово вошло в ежедневный обиход.

Мехатро́ника — область науки и техники, основанная на синергетическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами.

Википедия даёт вот такое страшное изображение, чтобы прокомментировать это понятие (которое окончательно должно испугать человека, который решил стать мехатроником):

Говоря простым языком о мехатронике в нашем контексте: механизмы автомобиля обрастают электроникой и интеллектуальным управлением, и теперь специалисту, обслуживающему узел автомобиля, не достаточно знать его механическую часть, но нужно разбираться в логике и принципах его электронного управления, а также на базовом уровне уметь обслуживать эти электронные узлы.

А для этого необходимо понимание:

Ранее работы делились на два уровня:

Но сейчас синергия механики и электроники стала настолько тесной, что без понимания стороны управления нельзя обслужить механику, и наоборот – без точного понимания механики нельзя обслужить электронику.

Встаёт вопрос – кто должен заниматься проблемой – диагност, механик или они вдвоём? Правильный ответ – мехатроник – специалист, хорошо знающий автомобильную механику, а также обладающий знаниями в области электроники и принципов работы систем управления.

Давайте посмотрим на задачи механика:

И что сейчас происходит со всеми этими задачами? В большинстве механических операций требуется участие со стороны систем управления – адаптации, калибровки, сбросы, управляющие воздействия:

То есть, чистая профессия механика потихоньку сдает позиции, как в свое время профессия карбюраторщика.

Но в условиях отсутствия квалифицированных специалистов у СТО остаётся только вариант «кидать в бой» диагностов в паре с механиком.

В итоге сейчас – каждого диагноста на станции задёргивают вопросами и необходимостью вмешательства в работу механика: нужно бегать между постами. Порой это приводит к тому, что одного диагноста в смене может попросту не хватать. Для диагноста же это – потеря времени, внимания, продуктивности, качества работ. Многие процессы на СТО оказываются замкнутыми на одном специалисте. Плюс, часто возникают конфликты между механиком и диагностом (если у диагноста не проходит какая-либо операция).

Даже если смотреть на действующую устаревшую систему СТО – диагност должен заниматься диагностикой – поисками сложных неисправностей, неисправных датчиков, заниматься анализом электрооборудования, искать проблемы в цепях питания и топливоподачи и т. д. Его рабочий цикл – часто длинный и сложный (тест-пробег-тест-пробег). Его задача – искать и анализировать. Машина троит, дергается, не двигается и т. д. А не «Вася, тут колодки нужно развести».

Почему это сложилось таким образом? Потому что испокон веков система управления и работа сканером были отдельной сложной областью знаний.

Давайте посмотрим, как еще 8-10 лет назад выглядели эти сервисные функции:

– очевидно, человек без глубокого опыта не способен провести эту операцию.

Но несмотря на то, что квалификация механика по части мехатроники ещё не достаточна, развитие пришло с другой стороны – со стороны оборудования. И сейчас базовая электроника, обслуживающая перечисленные стандартные узлы уже может быть обслужена без вмешательства диагноста.

Как это выглядит сейчас:

Ровно такой же порядок действий – для прочих сервисных операций

Итак – все эти работы, которые раньше требовали участия диагноста, теперь могут быть произведены силами механика, умеющего работать с интерфейсом, аналогичным смартфону. При этом теперь все эти экспресс-работы не требуют настолько высокой квалификации и стоимости нормочаса, которые имеет диагност-электрик.

Кроме этого – не нужно ждать, когда диагност освободится, все операции выполняются механиком, который обслуживает автомобиль.

Что важно – производители оборудования адаптировали эти устройства именно для этой группы задач. И здесь я ни в коем случае не занимаюсь рекламой какого-то конкретного продукта – все производители шагнули в этом направлении и создали группу приборов, адаптированную именно под руки механика. В чём это проявляется:

Простой и понятный интерфейс построен таким образом, чтобы у механика не было возможности навредить автомобилю. Все «опасные» функции и сбросы – скрыты.

Доступ к функции – максимально простой. Выбор автомобиля и функции – интуитивно понятен. Одни и те же операции делаются на разных автомобилях единообразно, по одной и той же схеме. Для начала работы механика с этим устройством достаточно короткого однодневного курса работы с устройством, на котором представитель производителя расскажет про особенности интерфейса.

Cтоимость этих приборов – от 20 до 45 тыс руб. 1-2 недели работы диагноста, освобождённой от этих неактуальных для него задач.

Приборы – маслобензостойкие, ударопрочные, а экран и элементы управления выдержат любой маникюр и крем для рук.

Достаточно 1 прибора на СТО (или в цех).

Итого, мы закрыли довольно большую группу задач, на которую раньше нам приходилось привлекать диагноста и отвлекать его от своих задач.

Мы сталкивались с ситуациями, когда диагност реагировал отрицательно на то, что механику выдают часть его полномочий – мол, в этом виде у него отбирают хлеб. Но реалии таковы, что если на СТО диагност занимается вот этими задачами, значит, процессы на СТО настроены неправильно. По факту у него должно было добавиться огромное количество новых задач, и если сервис не дает ему нагрузку по ним – стоит задуматься, не проходит ли часть этого рынка мимо. Мы предлагаем освободить диагноста от несвойственных ему функций.

А какие задачи у нас сейчас стоят у диагноста?

Во-первых, в числе задач есть довольно много таких, в которых диагност участвует не один. Эти задачи должны постепенно переходить от диагноста к мехатроникам.

Приведем пример.

Обслуживание модуля климата.

Итого участвует 2 или 3 человека (смотря кто разбирает автомобиль – арматурщик или механик). Машина ждёт обоих, возможно перегоняется между боксами, зоны ответственности непрозрачны, поиск проблем при неудовлетворительном ремонте затруднён.

На эту тему еще один пример:

Мастер-приемщик берет в работу автомобиль, оснащенный роботизированной коробкой передач с неисправным сцеплением. Мастер уверенно определяет по симптому явно пробуксовывающее сцепление как изношенное, так как механик исходя из своего опыта однозначно диагностирует проблему именно таким образом, и не учитывает возможное влияние других связанных элементов.

После замены изношенных деталей диагносту ставится задача адаптировать сцепление. С этой задачей диагност не справляется – обнаруживается «еще одна, теперь уже основная неисправность, являющаяся причиной выхода из строя сцепления»: некорректно работает актуатор «штоковый привод сцепления».

В результате уже после объявленной стоимости для клиента и выполненных работ выясняется, что необходимо менять еще одну дорогостоящую деталь. Это вызывает сильный негатив у клиента. Некоторые станции для сохранения лояльности клиента идут ему на уступки, тем самым теряя собственную прибыль.

Так, при наличии минимального прибора диагностики мехатроник сможет сразу выяснить, что имеется не только фактическая неисправность (явно пробуксовывающее сцепление), но и скрытая (неисправность актуатора) (и возможно связанные с этим коды ошибок).

Конечно же, при проведении этой группы работ мехатроник уже должен понимать, что происходит в автомобиле со стороны электроники. Скажем, если при проведении перечисленных выше сбросов худшее, что может произойти – сброс не пройдёт (в этом случае прибор напишет, почему), то при неправильном проведении более сложных операций – машина может не выехать с сервиса.

Вместе с тем, очень часто стали возникать ситуации, где становится недостаточно разделенных знаний механика и диагноста.

Из практики работы с дизельными автомобилями (топливной группой), – не только сложнее, но и в силу участия четырех звеньев в цепи ремонта (мастер приемщик, диагност, механик, сотрудник топливного участка), порождает большее количество ошибок. Даже при, казалось бы, простой неисправности: «двигатель не запускается», – может возникнуть очень много проблем:

В результате клиенту говорят, что неисправны форсунки – клиент их ремонтирует или покупает новые. Далее указывают, что вышел из строя регулятор давления – и клиент его тоже меняет. Потом оказывается, что причиной всему был вышедший из строя топливный насос низкого давления или банальное завоздушивание системы.

Это довольно непростой пример, который сейчас тяжело совместить «в одном человеке». Но он показывает, что степень интегрированности систем настолько высока, что стремиться к централизованности знаний по одной системе в одном специалисте – мехатронике – крайне необходимо.

Соответственно, часть таких задач у диагноста исчезает, переходя к мехатроникам, при этом сохраняя принцип «Кто диагностирует, тот и ремонтирует»: каждый мехатроник отчасти становится диагностом в своей специализации.

У самого же диагноста значительно увеличилось количество электронных систем в автомобиле, значительно возросла и их «коммуникабельность». Теперь автомобиль – это целый электронный «дом» на колесах, блоки управления связаны между собой в сеть, обмениваются данными и обладают развитой системой самодиагностики. Работа диагноста стала более сложной, ему необходимо анализировать не только отдельную систему, но и всю сеть в целом.

Как и мехатроники, диагност также должен превратиться в специалиста по ремонту конкретной системы – систем электронного управления автомобилем.

Упомянутые примеры показывают, насколько сложно может быть разобраться с мехатронной системой, и фактически ставит вопрос: «Какого уровня должен быть мехатроник и что именно он должен уметь?».

Вероятно, для большинства типов СТО, будет применимо разделение уровня квалификации по системам автомобилей:

Для Мехатроников класса А («экспресс-задач» – замена колодок, масла, ремней и пр.) – фактически обучение требуется минимальное. Со стороны оборудования эти задачи решаются легко. В тех же приборах, в той же ценовой группе, есть сканеры, способные делать все эти операции. И в случае необходимости предоставить сотруднику базовые данные для выполнения задач по ремонту.

Достаточно будет хотя бы посещений семинаров и вебинаров, проводимых производителями и их представителями – по отдельным направлениям. В частности, такие тренинги проводит и наша компания.

Также, в период пандемии многие производители – Bosch, Autel, Grunbaum, Launch – проводили семинары вебинары системам по TPMS, ADAS, экспресс-сервису, заправке кондиционеров. Да, в этих семинарах стоит закрывать глаза на часть джинсы, но для понимания предмета их оказывается достаточно, потому что производители уже здорово раскачали своё оборудование и справочные системы. И с этими знаниями механика уже можно «бросать» на перечисленные экспресс-задачи.

А вот для Мехатроников класса Б (например, «ремонт дизельного двигателя») потребуется наличие квалификации механика высокого уровня и приличные знания в области диагностики. Итого, сегодня заниматься современным автомобилем должен человек с инженерной подготовкой. Специалист сначала должен оценить проблему с точки зрения происходящих в ней процессов, применить к ней систему экспериментов, выявить проблему, и после этого уже устранять её механически и/или электронно. Также стоит участь и совершенно иные требования к оснащению рабочего участка (не только оборудованием, но и информационными системами).

Мы не учебное заведение, мы не СТО. Но со своей стороны можем вынести на обсуждение «мнение», собранное из опыта работы некоторых наших партнёров, о том, как ускорить переход механика в мехатроники:

Например, для понимания процесса и успешного выполнения работ по замене ступичных подшипников, конструктивно содержащих в себе магнитный задающий диск ABS, на данную работу несколько раз назначить двух сотрудников – диагноста и механика, поставив им цель:

В заключение хочу добавить, что безусловно, всему автосервисному сообществу необходимо держать тесную связь и помогать в переработке учебных планов специализированных учебных заведений в части дополнительной подготовки механиков. Но это в рамках заботы о будущем – сейчас мы чувствуем сильный разрыв в том, с какими знаниями учащиеся выходят, и какие знание нужны на практике. Общеобразовательные учебные заведения только начинают готовить мехатроников. Но как признаются сами преподаватели, «Мы в самом начале пути»:

Как результат – у выпускников по механическим направлениям не освоена электрика и электроника, нет базовых знаний электротехники, нет опыта работы со сканерами. И в их понимании всё еще сохраняется разрыв между механикой и системами управления.

Но именно автосервисы должны формировать запрос на специалиста новой профессии – мехатроника.

Источник

Кто такой инженер мехатроник

Инженер-мехатроник

Здравствуйте, друзья! Знаете ли вы, кто такой инженер-мехатроник? Если в семье растет ребенок, очень рекомендую полюбопытствовать, что это за специальность. Вы думаете, что профессия «инженер» давно утратила свою актуальность? Мол, она была модной в советское время? Уверяю вас, это не вполне справедливо!

Хотя сама по себе мехатроника родом из середины ХХ века, это направление и сегодня является одним из самых перспективных. Если остро стоит вопрос, какую профессию выбрать подростку, знакомство с наукой, представляющей собой сплав механики и электроники, будет как нельзя кстати.

Немного истории

Я не думаю, что происхождение слова «мехатроника» у современников вызывает вопросы. Да, как вы и полагаете, в нем соединены две части – «меха-» от «механика» и «-троника» от «электроники». Но в те времена, когда термин был озвучен впервые, он вызывал обостренный интерес.

Начиналось все с 1930-х годов, когда в принципе появились системы, работающие на электрической энергии. По мере развития подобного оборудования стало ясно, что фактически можно говорить о формировании принципиально новой области, объединяющей науку и технику.

Автоматизированное оборудование

Элементы электропривода начали интегрировать в различные машины и механизмы. Особенно быстро в этом направлении развивалась Япония. Правда, в Стране восходящего солнца не говорили об электрическом приводе как об отдельном явлении. Изначально подразумевалось, что он объединен с механикой. Поэтому и появился термин «мехатроника».

Кстати, в истории даже сохранилось имя человека, который придумал такое понятие! Это был Тецуро Мори, который трудился в компании Yaskawa Electric в должности старшего инженера. Впервые термин был озвучен в 1969 году. Более того, его даже успели зарегистрировать в качестве торговой марки! Но позже он стал столь популярен, что компания отказалась от бренда.

Знакомство с профессией

Современный мир впечатляет разнообразием различных машин, механизмов, роботизированных систем. Но человечество не останавливает своего движения в этом направлении. И инженер-мехатроник принимает в проектировании сложных управляемых технических объектов самое живое участие.

Что же это за профессия? Это специалист, который прекрасно знаком с механикой, разбирается в микропроцессорах и информационных технологиях, в электронике и компьютерном управлении. Он работает с разнообразными механизмами, подвижными установками. Также на него возлагают такую ответственную задачу, как разработка программ управления.

Создание роботов

Инженеру-мехатронику предстоит разрабатывать проекты и воплощать их в жизни. Он принимает участие в испытаниях различных роботизированных, автоматических и автоматизированных систем. То есть фактически подобный специалист востребован практически на каждом современном предприятии.

Мехатроника используется в автомобилестроении и машиностроении. Инженеры с такой специализацией участвуют в конструировании космической техники, разнообразного оборудования для нефтеперерабатывающей отрасли. Кроме того, они нужны научно-исследовательским институтам и центрам, любым предприятиям и организациям, где работает мехатронное оборудование. Еще инженер-мехатроник сможет трудоустроиться на станцию технического обслуживания.

Оценим перспективы

Первый очевидный вывод, который напрашивается после беглого знакомства с профессией – такой специалист точно не останется без работы. Причем талантливый инженер-мехатроник может найти себя в космической отрасли, в нефтеперерабатывающей промышленности, в других многообещающих направлениях, поэтому точно не будет жаловаться на зарплату.

Но, естественно, для успешной карьеры важен особый склад ума, глубокие знания в области высоких технологий. Более того, сидеть на месте и просто получать деньги не получится – придется постоянно совершенствоваться, отслеживать новые тенденции в сфере науки и техники.

Мехатроника в автомобилестроении

В такой деятельности не обойтись без развитого пространственного воображения. Перспективным будет специалист, у которого есть способности к анализу и обобщению. Гуманитарий до мозга костей вряд ли задержится надолго в мехатронике. А вот при умении мыслить логически и системно можно испытывать свои силы в столь перспективном направлении.

Кстати, хотя мехатроника сама по себе совершенно не новая наука, подобных профессионалов на рынке крайне мало. Причем они на вес золота практически во всех развитых странах. Поэтому настоящий профи может претендовать на вакансии в лучших международных корпорациях.

Подводные камни

Если у вас загорелись глаза, и вы уже представляете, как ваш сын проектирует новый космический корабль, то не спешите с выводами! У любой специальности есть недостатки, и инженер-мехатроник не исключение.

Во-первых, эта работа предполагает высокую степень ответственности. Человек должен быть готов взять ее на себя, осознавая риски. Во-вторых, специфика отрасли обуславливает авральный режим работы. Конечно, условия могут капитально разниться, в зависимости от того, где именно трудоустроен специалист. Но если гнаться за лучшими должностями в ведущих компаниях аэрокосмической, нефтедобывающей отрасли, придется быть готовым к ненормированному графику.

Не редкость, когда инженер-мехатроник работает в экстремальных условиях, когда речь идет о рисках для жизни и здоровье. Готовы ли вы к таким перспективам для своего ребенка?

Программирование систем управления

Заключение

Что ж, направление, бесспорно, перспективное и очень интересное. Можно сказать, что инженер-мехатроник – это профессия будущего. Особенно если есть интерес к технике и электронике, информационным и компьютерным технологиям. Но отрасль весьма специфическая и сложная, требующая полной отдачи и высокой степени ответственности.

Я, например, не готова подталкивать своего ребенка к тому, чтобы он покорял мехатронику. Хотя, если вдруг его заинтересует такое направление… Что ж, ничего не останется, как поддерживать на таком непростом пути и верить в лучшее!

В заключении рекомендую посмотреть это видео:

Источник