هندســة الميكاترونيكس

مصطلح الـ(ميكاترونيكس) يعود إلى 1960م حيث بدأ استخدامه في اليابان بإحدى شركات التحكم هناك، ثم بدأ هذا المصطلح في الانتشار بقارة أوروبا، وكان هذا اللفظ يطلق على جهاز كمبيوتر للتحكم بمحرك كهربي. في السبعينيات بدأ هذا المصطلح ينتشر بسبب انتشار تكنولوجيا التحكم، المستعملة في المنتجات مثل آلاتِ فاتحات الابوابِ الآليةِ ومكائنِ البيع الــ automatic Focus Cameras. في الثمانينات ومع وجود تكنولوجيا المعلومات وبدء ظهور المعالجات الصغيرة Microprocessors والمتحكمات الصغيرة Microcontroller واستخدامها في الأعمال الميكانيكية، أصبح عندها المصطلح يأخذ شكلاً موسعاً. فقد تم إضافتها إلى الأنظمة الميكانيكية لتحسين أداء المنتج وتخفيض كلفتها بالإضافة إلى تصغير حجمها.

هناك تطبيقات كثيرة تضمنت مشغلَ أقراص الحاسوب مثلا: الــــumerically Controlled Machine Tools And industrial robots, automobile engines  &  antilock braking systems. في التسعينات ومع ظهور الاتصالات، انضمت الى الميكاترونيكس، لزيادة الأداء والتقدم حيث زادت من الفاعلية اللاسلكية للتحكم بالروبوت.

ما هو الميكاترونيكس؟

• هو العلم الهندسي الذي يربط بين الهندسة الميكانيكية والهندسة الكهربية وهندسة الحاسب وأنظمة التحكم.
• الـ (ميكاترونيكس) هي علم الأسلوب في تصميم المنتجات التي تتصرف بسرعة وتؤدي أداءً دقيقاً، هذه الخصائص تمكن تحقيقها ليس عن طريق الإدراك الميكانيكي وحـــــــــده وإنما يستلزم استخدام التحكم والحساسات والإلكــترونـــــــــيات.
• الـ (ميكاترونيكس) هي استخدام الــ Microcontrollers والــ Microprocessors والإلكترونيات الرقمية في التصميم وأنظمة التحكم والــ Smart Machines. مشتملة على الاستخدام لمجموعة متقدمة جداً من البرامج الهندسية.
• الـ (ميكاترونيكس) هو التخصص الذي يدمج: الـcomputer systems مع الـcontrols المتقدم لتَصميم وبِناء المُنتَجات والعمـليات.
• الـ (ميكاترونيكس) هو التخصص الذى يَتضمّن أنظمة الأتمتة automation systems وعِلْم الإنسان الآلي robotics وعلم الأعضاء الاصطناعية العصبي neural prosthetics، وأنظمة كهروميكانيكية دقيقة (MEMS)، والعديد مِنْ تقنيات المرحلة الأكثر تقدّماً.

 

الهدف من التخصص في الميكاترونيكس؟

تخريج مهندسين قادرين على التطوير والتصميم التكنولوجي عالي التقنية.

# هندسة الميكاترونيكس من التخصصات النادرة .. أخيرا أتيح لطلاب السودان وخصوصا بجامعة السودان للعلوم والتكنولوجيا.

ما المطلوب من مهندس الميكاترونيكس؟

•       فهم التقنيات الأساسية للعلوم المكونة للميكاترونيكس.

•       التمكن من نمذجة نظام مختلط (ميكانيكا + الكترونيات + تحكم + برمجة).

•       التحاور مع المختصين في مجالات مختلفة.

•       إدارة مسار مشروع صناعي مع فريق عمل متعدد الاختصاصات.

•       العمل على الحصول على أجهزة و منظومات بنوعية وموثوقية عالية، وتسهيل تطويرها واستخدامها، و إنقاص حجمها و وزنها وزيادة الوظائف التي تؤديها مع الأخذ بعين الاعتبار خفض الكلفة و استهلاك الطاقة.

مهارات مهندسو الميكاترونيكس:

يمتلك مهندسو الميكاترونيكس المهارات الرئيسية للمهندسين الميكانيكيين والمهندسين الكهربائيين عليهم يمكنهم حل كثير من المشاكل الكهربائية والميكانيكية ومشاكل البرامج وتسمح لهم بالمشاركة أو قيادة فرق التصميم. مهندسو الميكاترونيكس يمتلكون مهارات متعلقة بالحاسبات والــ PLCs وببرمجة الحاسوب وبالحّساسات الصناعية وبتصميم التراكيب والآليات الميكانيكية وكذلك معرفتهم بعمليات التصنيع .

محتويات التخصص:

•       العلوم الأساسية: الرياضيات ، معلومات، فيزياء (ميكانيكا الجسم الصلب، ميكانيكا الموائع، الثيرموديناميك ونظرية الآلات).

•       العلوم الهندسية: المواد ومقاومة المواد, الكترونيات والكترونيات تقنية, تحكم, معالجة إشارة، روبوتيك، القياسات, التصنيع.

•       علوم و تقنيات من أجل الميكاترونيكس: أدوات برمجة، تصميم و نمذجة ميكانيكية، الموثوقية، تقنيات الالكترونيات، المفعلات، أنظمة ميكاترونية.

•       علوم إنسانية وإدارية: لغات أجنبية، إدارة وتنظيم مؤسسات، إدارة الجودة، مهارات التواصل.

  مجــــــالات تطبيقية وأمثلة:

مجال برامج الطيران و الفضاء وصناعة السيارات الحديثة والصناعات الغذائية والإنتاج الكمي المؤتمت: سلاســـــل الإنتاج.

الأنظمة الميكاترونية: مثل الروبوتات والأذرع الآلية والأدوات المنزلية الكهربائية الذكية وفي المجالات الطبية كبعض الأجهزة الطبية المتطورة.

لمـــاذا الميكاترونيكس مهم؟

تماماً كما قال (جون إلتر) نائب رئيس البرنامج التخطيطي لشركة ( زيروكس Xerox ): " نحن نحتاج مصممين قادرين على فهم نظرية التحكم بالشكل الكافي حتى ينفذ تصميم أفضـــــــــــــــــــــــــــــــــــــل، فالميكاترونكس هي نتيجة التقــــــــــــــــــــــــــــــدم الســــريع الآن، ويمكن ملاحظتها في العديد من الصناعات مثل صناعة المتحكمات في الغسالات، في الأقراص الصلبة، في أجهزة الكمبيوترات المحمولة، في صناعة الأقراص المضغوطة CD-ROM في أجهزة التحكم المركبة على الصمامات، في أنظمة الــ PLC في لوحات التحكم عموماً، ولا ننسى أهم أهـــــــــــــــــــــــــــــــداف الميكاترونيكس وهي الــــــــــروبوتات Robotics ".

الفرق بين هندسة الميكاترونيكس والأوتوترونكس؟

تخصص هندسة الميكاترونيكس متخصص بالروبوتات الآلية و خطوط الإنتاج و التحـــــــــــــــــــكم الآلـــي. أما تخصص هندســــــــــــــــــــــــــة الأوتوترونكس فهو مختص بهندســـــــــــــــــــــــة الســــــــــــيارات و إليكـــــــــــــــــــــــــترونياتها. ولا يُدرس في الوطن العربي والشرق الأوسط إلا بجامعة البلقاء التطبيقية (كلية الهندسة التكنولوجية).