Инженер-мехатроник

Где, как и кем работать

Выпускник сможет проектировать составные части и целые мехатронные системы, разрабатывать для них документацию и оформлять патенты, собирать, испытывать, совершенствовать, корректировать и чинить механизмы. Также можно заняться исследовательской работой или преподаванием, ведь наука не стоит на месте, а передавать знания нужно и новому поколению коллег, и работникам других отраслей, в которых используются автоматы и роботы.

разработчик

Перспективы и заработок инженеров зависят от опыта и сферы деятельности. Заработная плата варьируется: молодой техник может рассчитывать на 30 тысяч рублей, при наличии опыта доход в два раза больше, а для высококвалифицированного разработчика — до 100 тысяч и выше, особенно на руководящей должности. При наличии деловой хватки возможно открытие собственного дела.

Будь то частное или государственное предприятие, производственное, коммерческое, научное или образовательное учреждение, работа найдется всегда: мехатроников и робототехников не хватает, в дальнейшем спрос на них будет расти, а свежие силы требуются в любой области, где не обойтись без высоких технологий.

Кто такой инженер-мехатроник?

Инженер-мехатроник – специалист, создающий программы, обеспечивающие управление и контроль за различными механизмами, которое осуществляется с помощью компьютера и микросхем, встроенных в механические приборы. В случае остановки автоматизированных систем представитель этой профессии должен уметь находить неисправности и устранять их. Мехатроники также занимаются проектированием и сборкой автоматизированных систем.

Подчеркнем, что специальность инженер-мехатроник требует обширных знаний и умений:

• Знание механики, автоматики, электричества, информатики;
• Умение составлять схемы и читать их, знать основные узлы и принцип их работы;
• Знание рабочих инструментов, измерительного оборудования, принципов их работы, владение навыками их использования и обслуживания;
• Знание прикладных программ обеспечения и уверенное владение знаниями технической документации.

В обязанности инженера-мехатроника входит:

• Осуществление эксплуатации автоматизированных систем;
• Сборка/демонтаж, переустановка и запуск оборудования;
• Ремонт, наладка, профилактика автоматизированных модулей, систем и комплексов.

Кроме основных обязанностей инженер-мехатроник должен осуществлять руководство вверенным ему коллективом и проводить инструктаж по технике безопасности. Специалист по мехатронике должен постоянно повышать свой профессиональный уровень, поскольку непрерывное развитие технологий требует быть постоянно в курсе появления новых, более современных программ.

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:

• электроник;
• IT- специалист;
• кибернетик;
• конструктор;
• робототехник;
• системный программист.

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.

Робототехника как наиболее перспективная отрасль мехатроники

Робототехникой называют прикладную науку, целью которой является создание автоматизированных технических систем. Они являются главным фактором, стимулирующим повышение производительности заводов и других организаций.

Современные роботы могут функционировать самостоятельно. Они помогают осваивать новые планеты, ухаживать за сельскохозяйственными культурами, тушить пожары, облегчать работу специалистам различных производств.

Широко начинают применяться медицинские роботы. Они представляют собой искусственные конечности, которые полностью заменяют утерянные части тела. Устройства считывают импульсы мозга и моментально выполняют действия, которые запланировал пользователь.

Широкое распространение и усложнение изделий робототехники требует поиска способов повышения срока службы нагруженных подвижных узлов.

Например, для обслуживания шестерен, зубчатых передач, регулировочных пластин, деталей подъемных устройств и других механизмов роботов используют антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY 1014, MODENGY 1066, MODENGY 1005.

Они обеспечивают низкий коэффициент трения подвижных деталей, защиту от коррозии и преждевременного износа.

Безусловным преимуществом таких материалов перед традиционными пластичными и жидкими смазками является длительный срок службы. Они не нуждаются в обновлении на протяжении всего срока службы изделий.

Роботы российского производства

Российские предприятия, занимающиеся роботостроением, выпускают изделия для определенной области. Предприятий, разрабатывающих отечественных роботов совсем немного ввиду высокой наукоемкости отрасли и необходимости значительных капиталовложений. Однако некоторые российские ученые создали прорывные технологии.

Промышленные роботы выпускают компании Aripix Robotics, BID Technologies, Bitrobotics, Hamster Robotics, АвангардПЛАСТ.

Роботы позволят не только решить проблему дефицита кадров на производстве, в строительной и других отраслях, но и повысить безопасность работы людей на опасных производствах.

Роботы российского производства для сельского хозяйства разрабатывают и производят Аgro Robotic Systems, Avrora Robotics, Агрополи.

В изготовлении отечественных экзоскелетов и других медицинских роботов добились успеха ЭкзоАтлет, НПО «Андроидная техника», Юго-Западный госуниверситет, научно-исследовательская лаборатория мехатроники и робототехники (ЮЗГИ).

Такие устройства используются для помощи в реабилитации лицам, перенесшим сложные заболевания и операции. Кроме этого, медицинские роботы помогают вернуть активность людям, лишенным конечностей.

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:

• инженерное дело;
• программирование;
• кибернетика;
• механика;
• принципы автоматического управления;
• гидравлика;
• детали мехатронных модулей.

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:

• технологический университет МГУПИ;
• государственный технический университет им. Э. Баумана;
• технологический университет «Станкин»;
• Петербургский университет путей сообщения.

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.

https://youtube.com/watch?v=uHCortEe6WA

Степень: Академический бакалавр

Наиболее распространенные экзамены при поступлении:

• Русский язык
• Математика (профильный) — профильный предмет, по выбору вуза
• Физика — по выбору вуза
• Химия — по выбору вуза
• Информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) — по выбору вуза
• Иностранный язык — по выбору вуза

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.

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:

1. Электромеханическая. К ней относятся двигатели, сенсоры, рабочие органы, передачи, электродвигатели. Компоненты обеспечивают цикл движения аппаратов. Корректная работа механизмов невозможна без сенсоров. На них возложен сбор информации о состоянии внешней среды, объекта работ, составляющих мехатронного агрегата.
2. Электронная. К этой категории относятся измерительные цепи, театральные преобразователи, микроэлектронные устройства.
3. Компьютерная. В категорию включены ЭВМ высшего уровня и микроконтроллеры.

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:

• управление механическим движением с одновременной обработкой поступающих от сенсоров данных;
• согласование действий с внешними источниками влияния;
• взаимодействие с оператором в режиме реального времени или автономно;
• организация обмена информацией между всеми элементами системы.

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:

• относительно низкая стоимость, достигаемая интеграцией, стандартизацией и унификацией элементов;
• точная реализация сложных движений за счет методики интеллектуального управления;
• долговечность, надежность, помехозащищенность;
• компактность и совместимость модулей;
• отличные динамические и массогабаритные характеристики.

Чем занимается инженер-мехатроник?

Итак, инженер-мехатроник – это специалист, который занимается разработкой механизмов, а также специальных компьютерных программ, управляющих этими механизмами по заранее заданному алгоритму.

В целом, направлений работы у таких специалистов три:

• разработка (проектирование) мехатронных систем и роботов;

• написание специальных программ для управления роботами, разработка алгоритмов машинного обучения;

• обслуживание и настройка мехатронных систем.

На практике же любой мехатроник одновременно является и робототехником. Более конкретно его обязанности можно перечислить в нескольких пунктах:

1. моделирование и проектирование мехатронных систем;

2. подбор нужных материалов для будущего механизма;

3. контроль за работой техников, участие в монтаже;

4. пуск и ввод в эксплуатацию готового механизма;

5. организация работ по обслуживанию робота или мехатронной системы;

6. настройка и отладка программного обеспечения;

7. ведение необходимой документации (проектно-сметных работ, отчетов по пуску и наладке оборудования, работе систем и т.д.);

8. обучение техников-специалистов, которые управляют роботом;

9. контроль за наличием запасных частей и расходных материалов для робота.

Как видим, обязанностей много и большая их часть связана непосредственно с работой на производстве. Большая часть инженеров-мехатроников задействована именно в промышленной сфере.

Другие места работы – это научные центры, где разрабатываются прототипы новых и перспективных машин. При этом одни инженеры-мехатроники отвечают за разработку механических частей, другие за создание печатных плат и микросхем, третьи – за написание программ.

Квалификация: ТЕХНИК-МЕХАТРОНИК*

Специальность входит в ТОП-50 наиболее востребованных на рынке труда новых и перспективныхпрофессий среднего профессионального образования

Процесс автоматизации, позволяет осуществлять управление технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставляет за человеком право принятия наиболее ответственных решений. В состав автоматизированных систем входят как механические составные части, так и электронное оборудование. Основу системы составляет управляющая часть на базе микроконтроллера. Это «мозг» любой автоматизированной системы.

Обеспечивать работоспособность мехатронных систем и роботизированных комплексов призван техник-мехатроник. Он осуществляет работы по монтажу, диагностике и ремонту мехатронных систем, контролирует их работоспособность и занимается программированием управляющей системы, согласно поставленным производственным задачам. Появление в Санкт-Петербурге, предприятий ведущих мировых компаний, имеющих автоматизированные линии производства, диктует повышение спроса в соответствующей отрасли.

Основные виды деятельности:

• монтаж, программирование и пуско-наладка мехатронных систем;
• техническое обслуживание, ремонт и испытание  мехатронных систем;
• разработка, моделирование и оптимизация работы мехатронных систем;
• эксплуатация мобильных робототехнических комплексов;
• конструирование, монтаж, техническое обслуживание и ремонт мобильных робототехнических комплексов.

Область профессиональной деятельности выпускников: ракетно-космическая промышленность; производство машин и оборудования; производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования; автомобилестроение; авиастроение; сквозные виды профессиональной деятельности в промышленности.

Объекты профессиональной деятельности выпускников:  технические средства и системы автоматического управления, в том числе технические системы, построенные на базе мехатронных модулей, используемых в качестве информационно-сенсорных, исполнительных и управляющих устройств, необходимое программно-алгоритмическое обеспечение для управления такими системами;техническая документация, технологические процессы и аппараты производств (по отраслям);метрологическое обеспечение технологического контроля, технические средства обеспечения надежности;первичные трудовые коллективы.

Техник готовится к следующим видам деятельности:

—       Монтаж, программирование и пуско-наладка мехатронных систем.

—       Техническое обслуживание, ремонт и испытание мехатронных систем.

—       Разработка, моделирование и оптимизация работы мехатронных систем.

—       Выполнение работ по рабочей профессии «Слесарь по контрольно-измерительным приборам и автоматике» (18494).

Лаборатории по специальности:

—         электронной и вычислительной техники;

—         электрических машин;

—         пневматики и гидравлики;

—         лаборатория мехатроники (автоматизации производства);

—         программируемых логических контроллеров.

Мастерские по специальности:

—       Слесарная.

—       Электромонтажная.

—       Модульных производственных систем.

База производственной  практики обучающихся  и  предприятия-партнёры:

ООО «Ниссан Мэнуфэкчуринг Рус», ООО «ТЭПЛОЭНЕРГО», АО «НПП «Радар ММС», ОАО «Авангард», АО «Таурас-Феникс», ООО «Нордфил», АО «Компрессор», ООО «Всеволожский крановый завод», ЗАО «Фортекс», АО «НПО Поиск», ОАО «МЗ «Арсенал» и др.

Ведущие ВУЗы, принимающие на обучение выпускников по специальности:

—       Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» имени Д. Ф. Устинова

—       ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения».

Возможные медицинские противопоказания для обучения по данной специальности: заболевания опорно-двигательного аппарата (плоскостопие, радикулит); заболевания сердечно-сосудистой и нервной систем, дыхательных органов (бронхиальная астма); сниженное зрение (не компенсируемое очками); повышенная чувствительность к воздействию химических веществ.

Кем можно работать, получив образование в мехатронике и робототехнике

Прежде чем рассматривать конкретные профессии, которые существуют для специалистов в мехатронике и робототехнике, следует понимать, какие задачи смогут решать выпускники, получившие данное образование. Так, имея знания в рассматриваемой сфере, специалист может выполнять следующие функции на предприятии:

• Создание оборудования и станков для обеспечения механизации производственных процессов.
• Разработка техники различного назначения, в том числе и военной.
• Исследование возможностей по улучшению уже имеющихся в использовании механизмов и роботов.
• Работа над отдельными мехатронными системами, например — отдельными узлами автомобилей.
• Разработка микроскопических роботов и электронных изделий.
• Обслуживание и ремонт техники.
• Написание программного обеспечения для робототехники.
• Обучение робототехнике и мехатронике в рамках ВУЗов, школ и иных учреждений.
• Составление документации об использовании техники.
• Ведение научно-исследовательской и конструкторской деятельности.

Соответственно, перечень возможных профессий и конкретных специализаций, по которым могут работать специалисты в мехатронике и робототехнике — крайне широк. Например, к таким направлениям деятельности можно отнести следующие профессии:

• Инженер-электроник. Специалисты в этой профессии занимаются широким спектром работ, связанных с созданием электроники. Наличие образования по мехатронике позволяет в полной мере устраиваться на работу в любой сфере, где требуется работа с электроникой в целом.
• Инженер-электротехник. Учитывая сопряженность электроники и электротехники, получение образования в сфере мехатроники и робототехники дает возможность стать полноценным инженером-электротехником, в том числе и без получения дополнительных навыков, работая в самых разнообразных сферах.
• Программист. Все робототехники таки или иначе изучают программирование, так как наличие этих знаний является крайне важным для современной мехатроники в целом. А значит — получают хорошую базу для трудоустройства в различных сферах, где требуется знание основ и принципов программирования.
• Робототехник. К сожалению, специалисты в этой профессии сейчас не настолько востребованы, как в других, и поэтому по прямому профилю в своей специальности найти работу могут немногие выпускники. В то же время именно по этому направлению деятельности можно рассчитывать на наибольший размер оплаты труда и самые интересные перспективы.
• Конструктор. Работа конструктора во многом подразумевает значительное количество творчества и генерации новых идей, равно как и сочетание их с педантичностью для проведения точных расчетов. Это достаточно интересная профессия, однако ее востребованность не слишком высока.
• Педагог. Как специалист с высшим образованием, человек, получивший знания в сфере мехатроники и робототехники может стать преподавателем в ВУЗе, руководителем школьного кружка или каких-либо иных обучающих курсов.
• Кибернетик. Специалисты по кибернетике изучают в первую очередь теоретические направления взаимодействия человека и техники, а также работу с передачей и обработкой информации в технических и социальных системах
• Сервисный инженер. Любая техника нуждается в регулярном обслуживании и устранении неисправностей, и специалисты в мехатронике ценятся в том числе и в качестве сотрудников, которые обеспечивают безопасность, ремонт и обслуживание используемых роботов и иных средств автоматизации на производстве.

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:

• подготовка профессионалов международного уровня: у магистра больше шансов получить хорошую должность в зарубежной компании;
• освоение навыков подготовки самостоятельных исследований в конкретной научной области;
• возможность заблаговременно выбрать сферу деятельности, улучшить свою подготовку.

Мехатроники трудятся над разработкой неизвестных систем, развивают стартапы, становятся частью команд научных институтов, частных и государственных предприятий.

Перспективы трудоустройства по профессии

Кем можно пойти работать, получив диплом? Специальность позволяет освоить наиболее востребованные в современном мире технологий профессии, среди которых:

• IT-специалист,
• системный программист,
• инженер,
• электроник,
• конструктор,
• кибернетик,
• робототехник.

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.

Литература

• Мехатроника: Пер с япон. / Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. — М.: Мир, 1988. — С. 318. — ISBN 5-03-000059-3
• Введение в мехатронику: В 2-х кн. Учебное пособие / А. К. Тугенгольд, И. В. Богуславский, Е. А. Лукьянов и др. Под ред. А. К. Тугенгольда. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2004. — ISBN 5-7890-0294-3.
• Карнаухов Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 320 с. — (Высшее образование). — 3000 экз. — ISBN 5-222-08228-8.
• Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Конструирование мехатронных модулей. — М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. — 368 с.
• Брага Н.  Создание роботов в домашних условиях. — М.: НТ Пресс, 2007. — 368 с. — ISBN 5-477-00749-4.
• Камлюк В. С., Камлюк Д. В. Мехатронные модули и системы в технологическом оборудовании для микроэлектроники: учебное пособие — Минск : РИПО, 2016. — 383 с. : схем., табл. — Библиогр. в кн. — ISBN 978-985-503-627-3
• Камлюк В. С. Новая парадигма — мехатронизация Москва; изд.сис. Ridero; 2018 — 32 с. УДК 82− 9,ББК 76.01,К18− ISBN 978-5-4493-7287-1