Мехатроника - что это такое? Основы мехатроники. Мехатроника и робототехника (специальность): кем работать? Количество мест по различным условиям приема. Прибыль от профессиональной деятельности в странах ближнего и дальнего зарубежья

ХХ век был очень плодотворным на возникновение новых наук, одной из которых является мехатроника. Кем работать после освоения данной дисциплины? Что она представляет собой и чем занимается? Насколько она важна в современной жизни? Какие она открывает нам перспективы? Кем работают люди, которые изучают данную дисциплину в университетах и самостоятельно? Вот неполный список вопросов, на которые будет дан ответ в статье.

Что такое мехатроника?

Данный термин был получен при соединении слов «механика» и «электроника». Впервые он был применён в 1969 году. На данный момент времени мехатроника - это наука, которая посвящена созданию и целенаправленной эксплуатации машин и систем, движение которых определяется электронно-вычислительной техникой. Она базируется на знаниях механики, информатики, электроники и компьютерном управлении движения агрегатов и машин. Изучить основы мехатроники можно при желании, поскольку научно-образовательной литературы по этому направлению достаточно. Для большего придётся приложить значительные усилия, чтобы найти необходимый материал. Хотя можно, теоретически, и самому додуматься, что представляет собой мехатроника. Что это такое мы уже выяснили, давайте перейдём к отдельным аспектам.

Связь с робототехникой

Очень часто их можно встретить вместе. Почему так? Дело в том, что робототехника - это самое перспективное направление мехатроники, которое может развиваться исключительно в её рамках. Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Дело в том, что сейчас мехатроника занимается автомобильной, авиационной, космической, бытовой, медицинской и спортивной техникой. Но чтобы изготавливать предметы этого типа существуют отдельные специальности. И специально, чтобы акцентировать внимание на том, что студенты будут заниматься проектированием роботов, станков с численно-программным управлением и подобных устройств, а также их созданием, направление подготовки и называется «мехатроника и робототехника».

Общее описание практической составляющей

Что нам даёт мехатроника? Что это такое с точки зрения практики создания? Давайте рассмотрим общую схему построения машин, которые имеют компьютерное управление и ориентированы на то, чтобы автоматизировать производственные и бытовые задачи. Внешней средой для них является технологическое окружение, с которым будет происходить взаимодействие. Когда мехатронная система выполняет свои функции, то это происходит благодаря рабочим органам. Следует отметить, что данное научное направление является довольно молодым, в нём много неточностей и расплывчатых формулировок даже в научной литературе, поэтому со временем некоторые теоретические принципы могут поменяться. Мехатронные системы формируются из трех частей, которые связаны между собой информационными и энергетическими потоками:

1. Электромеханической. Сюда относят механические звенья, передачи, электродвигатели, сенсоры, рабочий орган, дополнительные электротехнические элементы, сенсоры. Все составляющие применяются для того, чтобы обеспечить необходимые движения. Особую важность для корректного выполнения поставленных задач имеют сенсоры. Они собирают данные про состояние объекта работ и внешней среды, непосредственно мехатронного устройства и его составляющих.
2. Электронный. Сюда относят микроэлектронные устройства, силовые преобразователи и измерительные цепи.
3. Компьютерной. Сюда относятся микроконтроллеры и высшего уровня.

Основные функции мехатронных систем

На данный момент времени их выделяют 4:

1. Управление процессом механического движения в режиме реального времени с одновременной обработкой информации, что поступают с их сенсоров.
2. Соорганизация своих действий с внешними источниками влияния.
3. Взаимодействие с человеком посредством специального интерфейса в или в реальном времени.
4. Организация обмена данными между сенсорами, и другими составляющими элементами системы.

Задача мехатроники

Они должна решать проблему преобразования входной информации, что поступает с верхнего уровня управления в необходимые При этом, как правило, используется принцип обратной связи. В проектировании эта задача выражается в том, что происходит интеграция в один функциональный модуль нескольких элементов, что имеют разную природу - в этом специфичность, которую имеет мехатроника. Специальность людей, которые занимаются выполнением данных целей может быть самой разной. В идеале при предоставлении планируемой информации будет получаться желаемый результат. Помочь в этой аппаратной составляющей должно программное обеспечение.

Преимущество мехатронного подхода при решении реальных задач

Сравнение будет проводиться с традиционными средствами автоматизации:

1. Относительно низкая стоимость систем, что достигается благодаря значительной интеграции, стандартизации и унификации всех составляющих интерфейсов и элементов.
2. Возможность реализации точных и сложных движений благодаря методам интеллектуального управления.
3. Высокий уровень надежности, долговечности и помехозащищенности.
4. Компактность используемых модулей, что позволяет обходиться меньшей площадью. Также их можно относительно легко совмещать для достижения возможности выполнения конкретных задач.
5. Благодаря упрощению кинематических цепей машины обладают хорошими динамическими и массогабаритными характеристиками.

Вот благодаря чему развивается мехатроника и робототехника. Специальность в данном случае позволяет получить уже отобранные и готовые у изучению данные, тогда как при самообразовании придётся всё искать самому.

Примеры мехатроники в реальной жизни

Где можно найти подобные системы около нас? Для этого предлагаю взглянуть на такие области людской деятельности:

1. Станкостроение и изготовление оборудования для проведения автоматизации технологических процессов.
2. Робототехника.
3. Военная, космическая и
4. Автомобилестроение (так, мехатронными системами является стабилизация движения, автоматическая парковка и подобные разработки).
5. Различные нестандартные средства передвижения и транспортировки (электророллеры, грузовые тележки, электровелосипеды).
6. Контрольно-измерительные машины и устройства.
7. Офисная техника (факсимильные и копировальные аппараты).
8. Медицинское оборудование (реанимационное, реабилитационное, клиническое).
9. Бытовая техника (швейные, посудомоечные, стиральные и иные машины подобного типа).
10. Тренажеры для подготовки операторов, водителей, пилотов.
11. Системы светового и звукового оформления.
12. Микромашины (активно применяются в медицине, биотехнологиях, средствах телекоммуникации).

Продолжать этот список можно ещё очень долго.

Высшее образование: мехатроника и робототехника

Вузы предлагают возможность обучения широкому спектру профессиональных умений. Этот список может быть очень длинным, но постараемся сделать его как можно короче:

1. Проводить оценку актуальности, перспективности и значимости проектов.
2. Разрабатывать информационные, электромеханические, электрогидравлические, электронные и микропроцессорные макеты модулей систем.
3. Создавать программное обеспечение, чтобы при необходимости осуществлять управление мехатронными приборами.
4. Составлять проектные документы, в которых будет описываться конструкция и процесс изготовления отдельных деталей.
5. Контролировать разработки на предмет соответствия стандартам.
6. Изготавливать, собирать и испытывать проектируемую технику.
7. Составлять патентные и лицензионные паспорта.
8. Делать модернизацию и отладку мехатронных систем.
9. Подготавливают инструкцию по использованию устройства.

Вот что может предоставить своим студентам любой лицензированный министерством образования факультет мехатроники и робототехники. Их мало, в основном существуют отдельные кафедры, но и на них можно получить необходимое образование.

Самореализация человека, которому известна мехатроника и робототехника: кем работать?

Где можно будет трудоустроиться после получения образования? Специалисты данного профиля создают и конструируют робототехнические системы промышленного и бытового использования. Также они могут разрабатывать программное обеспечение, чтобы обеспечить управление ими и удобную эксплуатациею. После получения образования обычно начинают работать на должности помощников конструкторов, программистов и техников, хотя перспективы дальнейшего места работы очень широкие, ведь облегчение труда человека и улучшение его результата - вот конечная задача, которую имеет мехатроника. Что это такое, мы уже изучили. И напоследок хотим сообщить, что потенциально можно будет заниматься одним из таких видов деятельности:

1. Научно-исследовательской.
2. Проектно-конструкторской.
3. Эксплуатационной.
4. Организационно-управленческой.

Особенностью данной специальности является то, что ощущается значительная нехватка кадров. Поэтому не редкостью являются факты трудоустройства даже самоучек, которые смогли продемонстрировать значительный уровень умений и практических навыков.

Заключение

Все профессии важны, все они нужны. Не преувеличивая, можно сказать, что описанная нами - одна из специальностей будущего. Спрос на работников умственного труда такого профиля постоянно растёт. Этот факт, а также хороший уровень денежного обеспечения позволяет говорить нам о том, что в это направление станет значительно популярней в ближайших десятилетиях. Возможно, что специальности юристов, экономистов и управленцев отойдут на задний план, и вперёд выйдет мехатроника. Что это такое, мы уже знаем, а с пониманием важности данной научной дисциплины будет приходить и согласие с данными словами.

Мехатроника и робототехника - это новая область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движением, которая базируется на знаниях в области механики, электроники и микропроцессорной техники, информатики и специализированного программного обеспечения.

Вы любите конструировать и возиться с "железками"? Тогда вам будет у нас интересно. Вам больше по душе паяльник и все эти радиоэлектронные штучки? Вперед, мы рады вас видеть. Хотите программировать? Извольте. У нас вы сможете почувствовать радость от программирования электронного "мозга" микроконтроллера. Мечтаете сделать робот собственными руками? Мы вам поможем, да ещё и на выставку отправим! Вы просто хотите хорошо разбираться в самых разных областях техники, начиная от механики и конструирования и заканчивая разработкой электрических схем и программированием контроллеров? Покажем. Расскажем. Научим!

Преимущество направления "Мехатроника и робототехника" в его всеохватности и многоплановости. Ведь только специалист данного профиля до конца понимает, как работает кондиционер или, к примеру, антипробуксовочная тормозная система автомобиля, только он может пройти весь путь создания робота или другого сложного технического объекта от самого начала (от идеи) до самого конца (до воплощения в реальном макете).

Обучение по направлению "Мехатроника и робототехника" - это:

Роботехник представляет собой квалифицированного специалиста для формирования современных роботов и сложных технических систем.

Данный специалист также осуществляет модернизацию и контроль за функционированием устройств.

Какова же зарплата роботехника в странах ближнего и дальнего зарубежья?

Жалованье профессионального ученого-практика в России и Украине

Роботехника представляет собой прикладную научную отрасль, которая посвящена производству:

• высококачественных роботов;
• сложных систем технического типа (формат РТС).

Данного рода устройства необходимы там, где использование человека становится невозможным:

• экспертиза поверхностей на планетах;
• эффективный монтаж приборов;
• машиностроение и пр.

На сегодняшний день в России средний уровень окладов мехатроников/роботехников составляет 50 тыс. рублей (около 862 долларов) .

Наибольшее количество вакансий открыто в Ленинградской области и республике Татарстан.

• Калининградский округ– 37,5 тыс. рублей;
• Московская область — 41,3 тыс. рублей;
• Приморский край – 50 тыс. рублей;
• Краснодарская территория – 52 тыс. рублей.

В России официально открыто 14 вакансий ученого-практика с установленным окладом в 44,5-56 тыс. рублей ежемесячно (767-965$).

Изучив должности по городам, можно увидеть следующие уровни доходов квалифицированных инженеров в сфере роботостроения:

• Екатеринбург . АСУ-электропривод в сфере производства промышленного оборудования (от 30 тыс. рублей );
• Москва . Сервисный инженер-роботехник (от 100 тыс. рублей );
• Пермь . Разработка современного программного обеспечения для сложных технических устройств (65 тыс. рублей );
• Санкт-Петербург . Работа с «С ++» и ОС «Linux». Прибыль от 80 до 100 тыс. рублей ;
• Липецк . Специалист в сфере электрических приводов (от 35 тыс. рублей );
• Тольятти . Инженер в сфере настройки и модернизации строительных роботов (от 80 тыс. рублей ).

Получение специальности «Роботы и роботехнические системы» производится в нескольких направлениях:

• инженер (архитектура и эксплуатация);
• программист;
• специалист по математической подготовки компьютерных систем.

В среднем мехатроник может рассчитывать на 10 тыс. гривен в месяц (370 долларов).

Особенно востребованы в данном государстве следующие эксперты:

• учитель физики и программирования (для детей) – 8000 гривен (300 долларов) ;
• специалист в роботехнике и программировании Java – от 10 тыс. гривен ;
• инженер конструктор – от 870 долларов в месяц ;
• Крупный концерн «Стандарт-ПАК» набирает квалифицированных экспертов для разработки платформ самоходного типа, погрузочных устройств и роботизированных буксиров от 350-600 евро в месяц ;
• организация «ДРОН ЮЭЙ» специализируется на производстве устройств для энергетических комплексов, аграрного производства и нефтегазовых структур. За разработку мультироторных платформ мастерам платят до 12 тыс. гривен (444 у.е.) ;
• ДК «Укроборонпром» . Предприятие набирает опытных конструкторов для производства роботизированной техники и беспилотных машин. Здесь специалист имеют доход в 8500-12100 гривен (314-448 долларов) ;
• IT компания «ELEKS». Фирма выпускает качественные роботизированные продукты для украинской армии (беспилотники, танкетки и пр.). Жалованьем инженеров здесь составляет 450-900 долларов в месяц .

Прибыль от профессиональной деятельности в странах ближнего и дальнего зарубежья

Для получения высокооплачиваемых должностей специалист должен иметь большой опыт и уровень теоретических знаний.

Профессиональные инженеры могут рассчитывать на приличную выручку.

• Белоруссия . В стране действует до 10-и инновационных компаний, которые разрабатывают коллаборативные роботы и промышленных устройств. Квалифицированный мастер, владеющий программным обеспечением, может рассчитывать на прибыль в 700-1500 USD в месяц ;
• Казахстан . Работа на фрезерных станках и 3D принтерах пользуется широким спросом в данном государстве. Инновационные компании устанавливают тарифные ставки данного профиля исполнителям на уровне 160-280 тыс. тенге ;
• Польша . Получение образования мехатроника в данном государстве пользуется престижностью и повышенным спросом. Талантливые абитуриенты могут выбрать несколько направлений по специальности (инженерное, обработка сигналов и автоматизация). Выручка от профессиональной деятельности оплачивается в размере 1500-2700 евро в месяц . В среднем начинающий конструктор будет получать 3 тыс. злотых (около 786 у.е.) ;
• США . Специалисты в сфере автоматизации действий роботов очень востребованы на конвейерных линиях. В обязанности экспертов также входит обслуживание устройств. Boston Consulting Group платит мехатроникам 3383 долларов ежемесячно (76 тыс. $ в год ). Виртуозные конструкторы в «силиконовой долине получают свыше 100 тыс. баксов в год ;
• Китай . В Поднебесной роботостроение находится на высоком уровне. Компания «IFR» к 2019 году планирует установить на промышленных предприятиях более 1,4 млн. машин. Как правило, опытные мехатроники получают 8000-12000 юаней (1,2 -1,8 тыс. долларов) ;
• Южная Корея . Корейские технологии известны во всем мире. Поэтому квалифицированному исполнителю работодатель устанавливает приличный оклад. Так, например, опытный инженер и мехатроник может получать 1 352 230 вон в месяц (примерно 1200$) . В престижных компаниях должность мехатроника приносит годовую прибыль 37440339 вон (33180 долларов) ;
• Япония . Квалифицированные специалисты в сфере IT и робототехники получают жалованье в размере 3,7-4,5 тыс. долларов в месяц . Однако жизнь в стране восходящего солнца очень дорогая (продукты и жилье). Высокий уровень конкуренции требует от инженеров постоянного самосовершенствования и изучения новинок на рынке.

Наиболее востребованные направления по специальности

Профессия робототехника на сегодняшний день требует объединения знаний, практических умений инженерного и кибернетического направлений.

Моделирование автоматических устройств позволяет точно и эффективно создавать уникальные изделия

К числу наиболее распространенных профессий следует отнести:

• инженер-электроник – занимается процессами технического использования сложных систем (от 35 тыс. рублей в месяц );
• сервисный инженер . Мастер осуществляет монтаж, запуск диагностического оборудования и его ремонт (40-48 тыс. рублей );
• педагог – производит обучение детей в школах и ВУЗах. Учитель организовывает подготовительные курсы (18-35 тыс. рублей );
• электротехник — профессионал в сфере электронных приборов работает с различными сигналами сложных устройств (37-46 тыс. рублей );
• программист — специализируется на автоматизации робототехники и АСУТП, создает программы и сервисное обслуживание (50-150 тыс. рублей );
• специалист в сфере 3 D . Качественные визуализаторы и «модельеры» очень ценятся крупными компаниями в сфере IT (58-116 тыс. рублей ).

Особенности современной профессии

Профессиональные робототехники, как правило, работают в специализированных авиационных структурах, НИИ и крупных IT фирмах.