Mehatroničar – zanimanje budućnosti

Termin \’mehatronika\’ je prvi put upotrijebljen godine 1975. u elektroničkoj tvrtki Yaskawa u Japanu, kao kombinacija riječi mehanika-elektronika-kontrola. Originalno, mehatronika je bila zamišljena kao sredstvo dopunjavanja mehaničkih komponenti elektroničkim u preciznoj mehanici. Refleksna kamera je bila tipična mehatronička naprava. S vremenom se koncept mehatronike promijenio i uvelike proširio.

Mehatronika je postala inženjerska znanost, zasnovana na klasičnim disciplinama proizvodnje, strojarstva, električnog inženjeringa i elektronike, uključujući i informatičku tehnologiju. Mehatronika nije nova tehnička grana, već novonastali pristup koji naglašava neophodnost ujedinjavanja i snažnog međudjelovanja različitih područja tehnike. Cilj ove znanosti je poboljšanje funkcionalnosti tehničkih proizvoda i sustava spajanjem svih komponenti u jednu.

Neki su autori smatrali termin \’mehanotronika\’ pravilnijim i točnijim, ali taj termin nije zaživio ni u tehnologiji ni u znanosti. Ključni faktor u filozofiji mehatronike je povezivanje elektronike i informatike s mehaničkim sustavima kako bi se postiglo najbolje moguće rješenje. Mehatronika ima puno definicija i načina objašnjenja njezinih funkcija. Prva linija razdvaja razumijevanje metodologije i njezino priznanje kao nove discipline u inženjerstvu i znanosti.

Dakle, prema ranije navedenom mehatronika je: …područje studije koje spaja osnove mehaničkog, električnog i računalnog inženjeringa (Chicago State University) …spajanje softvera i hardvera poradi dizajna i analize naprednih tehnika upravljanja i regulacije (Clemson University) …kombinacija preciznog mehaničkog inženjeringa, elektroničkog upravljanja i sistematskog razmišljanja u dizajnu proizvoda i proizvodnih procesa (časopis Mehatronika), …interdisciplinarno područje inženjerskog dizajna proizvoda čija se funkcija zasniva na integraciji mehaničkih i elektroničkih dijelova koordiniranih upravljačkom arhitekturom (Uvod u mehatroniku) …tehnologija koja kombinira mehaniku s elektronikom i informatičkom tehnologijom kako bi uvela funkcionalnu i prostornu integraciju u komponente, module, proizvode i sustave (University of Twente (Nizozemska)) … kombinacija precizne mehanike, elektroničkih sustava kontrole i informatičke tehnologije s pogledom na dizajn, \’proizvodi i koristi\’ inteligentne sustave automatizacije.

Definicija mehatronike

Jedna od boljih definicija bila bi: mehatronika je interaktivna kombinacija finomehanike, elektroničke kontrole i sistemskog pristupa u oblikovanju proizvoda i procesa. Postoje i druge verzije navedene definicije, no upravo ova jasno ističe usmjerenost mehatronike na primjenu i oblikovanje. Opće je prihvaćen opis mehatronike kao discipline koja se služi strojarskom, elektroničkom i informatičkom tehnologijom kako bi se omogućilo ostvarenje unaprijeđenih proizvoda, procesa i sustava.

Ona ujedinjuje tradicionalna područja strojarstva, elektrotehnike i informatike u fazi oblikovanja proizvoda ili sustava. Discipline koje sačinjavaju srž mehatronike vidljive su već iz samog imena, tj. mehanika i elektronika. Ovo se ne smije shvatiti doslovno kao određivanje granica područja mehatronike; \’meha\’ se odnosi na najšire aspekte utjelovljenja strojarske tehnike, uključujući i optičke elemente, dok \’tronika\’ obuhvaća sve aspekte mikroelektronike i informatike, uključujući upravljanje i regulaciju.

Većina tehničkih proizvoda ili procesa sadrži pokretne dijelove i zahtijeva manipulaciju i kontrolu dinamičkih struktura prema propisanoj točnosti. To može uključiti i tehničku podršku senzora, aktuatora, informatike, komunikacija, optike, Mehatroničar – zanimanje budućnostielektronike, strukturalne mehanike i kontrolne tehnike. Kvalitetan i složen proizvod mogu raditi samo moderni automatizirani strojevi, podržani jakim informatičkim sustavom upravljanja i vođenja procesa. Mjesto mehanotroničara je u svim tim procesima, od vođenja složenog sustava strojeva do njegovog održavanja.

On može naći mjesto i u projektiranju složenih proizvoda, naprava i alata. Uredska tehnika je već danas s uvođenjem računala zastupljena u skoro svakom poduzeću neovisno o njegovoj veličini. Nazočna je već u značajnoj mjeri i u kućanstvu. Susreću se pisači raznih tipova (igličasti, ink-jet, laserski) različitih veličina i složenosti, crtači (ploteri), razne verzije elektroničkih pisaćih strojeva i računala, fotokopirnih uređaja i sl. Svaka trgovina ili radionica posjeduje elektroničke kase. Osim javnih glazbenih uređaja po lokalima, širu primjenu imaju glazbene kutije po stanovima.

Videorekorderi, playeri, a u novije vrijeme CD playeri uobičajeni su uređaji u domaćinstvima. Isto se može reći i za video kamere, fotoaparate, mobitele i slične uređaje. Mehatronika znači novu generaciju inteligentnih strojeva i instalacija za kojima zahtjev tržišta tranzicijskih zemalja neprestano raste. Mehatronika znači i kvalificiranu i inteligentnu radnu snagu kao i nove poslove za brzo mijenjajuće zahtjeve zapošljavanja. Mehatronika nije isto što i automatika, robotika ili automatizacija proizvodnje. To su termini koji ne samo da postoje paralelno jedan s drugim, već i jedan za drugog. Mehatronika se može prepoznati kao moderna upotreba automatizacijske tehnologije za širok spektar potreba inženjeringa i edukacije.

Mehatronički proizvodi

Funkcionalno međudjelovanje između mehaničkih, elektroničkih i informatičkih tehnologija, prostorno povezivanje podsustava u jednu jedinicu; inteligencija vezana uz kontrolne funkcije mehatroničkog sustava, prilagodljivost, pogodnost uz koju je moguće mehatroničke proizvode prilagoditi promjenjivim zadacima i situacijama, multifunkcionalnost koja se odnosi na funkcije mikroprocesora određene kompjutorskim programom, nevidljive funkcije koje obavlja mikroelektronika, teško vidljive i razumljive za potrošače, tehnološka međuovisnost, usko povezana s dostupnim proizvodnim tehnologijama.

Sile i gibanje

Tipičan mehatronički sustav očitava znakove, obrađuje ih i, kao rezultat, proizvodi sile i gibanje. Mehanički sustavi su prošireni i povezani senzorima, mikroprocesorima i upravljačima (kontrolerima). Činjenica da takav sustav senzorima otkriva promjene u okolini i parametrima i, nakon adekvatne obrade tih podataka, reagira na njih, čini ga potpuno različitim od uobičajenih strojeva i mehaničkih sustava. Možemo, primjerice, spomenuti robote, digitalno upravljane strojeve, automatski vođena vozila, elektroničke kamere, telefaks uređaje i fotokopirne uređaje kao tipične mehatroničke proizvode. Povećana prilagodljivost, raznovrsnost i razina inteligencije proizvoda, te pouzdanost kao i smanjena cijena i potrošnja energije, ciljevi su koji se ostvaruju primjenom mehatroničkog pristupa oblikovanju proizvoda. Ove se prednosti prenose u proizvod koji pobuđuje veći interes kupaca, brže je proizveden uz manje troškove i odgovara većim tržištima.

Zanimanje mehatroničar

Japanski obrazovni stručnjaci vide inženjera mehatronike kao strojarskog inženjera sa širom osnovom čije znanje i sposobnosti u dobroj mjeri zadiru u područje mikroprocesora, kompjutorskog programiranja, elektronike, aktuatora i upravljanja. Mehatroničar budućnosti je rijetki pojedinac koji je u stanju svojim radom prelaziti granice sastavnih disciplina mehatronike kako bi prepoznao i iskoristio pravu kombinaciju tehnologija potrebnu za optimalno rješenje određenog problema.

Područje rada tehničara za mehatroniku je veliko i zadire u sve djelatnosti, a može se grupirati u sljedeće skupine:

a) oprema za gospodarstvo u najširem smislu (od strojeva, alata, naprava, do robota i fleksibilnih proizvodnih i montažnih linija),
b) uredska tehnika, uređaji za zabavu, strojevi za kućanstvo,
c) vozila, motori,
d) instrumenti, medicinska oprema, senzori,
e) vojna industrija
Drukčiji pristup

Gradnja modernih strojeva zahtijeva široka znanja iz naznačenih područja. Visoko automatizirani stroj, uređaj, naprava, instrument itd. promatra se, i njemu se pristupa u projektiranju, rukovanju i održavanju kao jedinstvenoj cjelini. Tek tada se mogu postići optimalni rezultati u primjeni. Taj trend visokoautomatiziranih strojeva i uređaja nije samo prisutan u modernoj industriji ili općenito gospodarstvu, medicini, prometu, on nas okružuje od kućanskih aparata, audio i videouređaja, kamera do uredskih strojeva.

Sav taj veliki priljev modernih strojeva visokog stupnja kompleksnosti zahtijeva i drukčiji pristup od projektiranja do održavanja. Pokazalo se do danas da rad više različitih profila usko specijaliziranih stručnjaka ne donosi onakve rezultate ni tehničke, a ni ekonomske, kao pristup posebno svestrano obrazovanog stručnjaka. Prisutno je nerazumijevanje problema druge specijalnosti i pri tome donošenje optimalnih odluka. Razlozi leže osim u nepoznavanju \’tuđeg\’ stručnog područja i u različitom načinu razmišljanja različitih profila stručnjaka. Strojari razmišljaju i pristupaju problemu prije svega realistično, konkretno, može se reći \’opipljivo\’.
Elektroničari razmišljaju apstraktno, imaginarno, a informatičari logikom računala. Način razmišljanja proizašao je iz obrazovanja. Objedinjeni pristup u obrazovanju približio bi te različite načine razmišljanja te pridonio optimalizaciji tehničkih rješenja. Kako je nužno da mehanotroničar ovlada znanjima strojara (proračun, konstrukcija, elementi, tehnologija obrade), da poznaje osnovne rada senzora, njihove karakteristike i izvedbe, da poznaje principe upravljanja i regulacije, da vlada modernom računalskom tehnikom te da poznaje temeljna znanja elektrotehnike (elektronike), proizlaze i ključna područja koja su temelj stručnog dijela nastavnog programa, a to su: mehanika (statika, kinematika, dinamika, mehanizmi), konstrukcije (elementi strojeva), tehnologije (obrade, strojevi), automatizacija, upravljanje i regulacija, pneumatika, hidraulika, senzori, elektrotehnika, elektromotorni pogoni, elektronika, informatika, vođenje procesa računalom, kontrola kvalitete, proizvodni sustavi, procesna tehnika i robotika. Posebno treba naglasiti da strojevi za kućanstvo postaju sa stajališta upravljanja sve složeniji (npr. perilica s fuzzy logikom) te da za njihovo održavanje nisu više dostatni mehaničari ili obični električari. Složenost uređaja i kompleksnost rada nadmašuje njihovo obrazovanje. Isto se može reći i za videokamere, elektroničke fotoaparate i slične uređaje. Svi ti uređaji su u području djelovanja mehatroničara. Skoro svi objedinjuju složenu mehaniku (finomehanika), elektroniku, informatiku, senzoriku, a često i optiku.

Teško je nabrojiti sve automatske sustave nadzora na cestovnim i šinskim vozilima, avioprometu itd. Na svim tim mjestima gdje je isprepletena mehanika i elektronika, izvršni elementi i upravljanje ili regulacija, postoji potreba za profilom tehničara mehatroničara.

Visoka preciznost

Što je rečeno za opisane sofisticirane precizne uređaje, posebno je naglašeno i za mjerne instrumente, medicinsku opremu i senzore. Zajednička im je karakteristika: visoka preciznost mehanike (finomehanički sustavi), složeno upravljanje vođeno računalom i raznovrsna precizna osjetila (senzori). To je upravo područje interesa i djelovanja mehatroničara. Pojedini profili mehatroničara mogu dodatno biti usmjereni prema: uredskoj tehnici, medicinskoj tehnici, tehničkim proizvodnim procesima, mjernoj opremi, kućanskim aparatima itd., što bi mogao biti nastavak ili specijalizacija nakon završetka školovanja.
Ministarstvo prosvjete i športa RH prihvatilo je sugestiju skupine stručnih radnika koji su izradili eksperimentalni nastavni program za tehničara mehatroničara. Provođenje programa je započelo školske godine 1996./97. u Tehničkoj školi Ruđera Boškovića u Zagrebu. Danas se može postati tehničar za mehatroniku u desetak srednjih škola u Hrvatskoj te fakultetski obrazovan i na našim sveučilištima.
Izvor: www.masmedia.hr