Мехатроника. Пора учиться
Металлообрабатывающий станок за последние десятилетия претерпел огромные изменения. Его функциональность все меньше и меньше определяется механическими компонентами. Главное место отдается сложным электротехническим элементам, которые в комбинации с компьютерными и информационными системами работают и в станках, и в автомобилях, и в подъемниках, и в сложных диагностических приборах.
Такие интегрированные решения управляют противоблокировочными системами автомобиля, станка с ЧПУ для промышленного производства, унифицированным оборудованием для проектирования и разработки новых видов продукции. Даже находясь на домашней кухне, сегодня мы имеем дело с программируемыми бытовыми устройствами. Для создания такого мира и обслуживания таких инженерных подходов была придумана профессия мехатроника.
Область ее задач состоит в конструировании систем и оборудования в интерфейсах между механическими, электрическими и электронными компонентами. Это обстоятельство делает профессию мехатроника очень востребованной и уважаемой специалистами как в Германии, так и во всем развитом мире. Если вам это интересно, тогда стоит продолжить чтение, чтобы узнать: как можно стать мехатроником, как построена система обучения и какие знания и опыт должен иметь кандидат на обучение этой прекрасной и перспективной профессии.
Итак, что такое мехатроника? Как стать мехатроником? В каких областях человеческой деятельности востребованы знания и опыт квалифицированного мехатроника после завершения обучения? Давайте обо всем по порядку.
Что такое мехатроника
Легко заметить, что термин «мехатроника» сложился из двух слов: механика и электроника. Истоки этой профессии следует искать в точной механике. Само определение впервые было применено японским производителем промышленных роботов уже в 1970-е годы. Далее эта профессия закрепилась во всем мире и обозначает междисциплинарный подход в проектировании и разработке новых видов продукции, в производстве и реализации на рынке современных разработок и систем.
Уже по названию можно оценить, насколько междисциплинарно построена профессия мехатроника. В ней такие области, как механика, электрика/электроника и информатика, сплавлены в единую систему. Задача этой системы заключается в том, чтобы транспортировать, преобразовывать и сохранять энергию, материю и информацию. И реализовывать это в практические решения поставленных человеком задач.
Как стать мехатроником
Мехатроником можно стать различными способами: или через профессиональное обучение, или через обучение в институте или университете. С 1998 года профессию мехатроника можно освоить за 42 месяца путем получения теоретических знаний и практических занятий на промышленных предприятиях и в сфере обслуживания. Наряду с этим в настоящее время несколько десятков немецких вузов предлагают освоить профессию дипломированного инженера, или бакалавра/мастера по мехатронике подобно МВА. Некоторые университеты также предлагают построить дальнейшее обучение с получением высшего образования по мехатронике на основе уже полученных знаний на предприятии в режиме дуального обучения.
Какую возможность вы решите использовать, решать вам. Правда, при выборе следует учитывать некоторые факторы. Наряду с высокими окладами окончание университета дает вам преимущество и возможность работать в науке и заниматься научными исследованиями и разработками. Это очень важно, так как возможность профессионального и карьерного роста без высшего образования очень ограничена.
Кто захочет объединить преимущество собственного практического опыта с преимуществами высшего образования, может принять решение и пройти сначала дуальное обучение в Германии. Затем, будучи уже опытным специалистом с квалификацией, поступить мастером в высшее учебное заведение и стать незаменимым профессионалом, а в перспективе – ученым. Что касается дуального обучения на начальной фазе вашей жизни, то это – интегральное обучение и интенсивная практическая работа, например, на СТОА. Завершить образование можно, получив степень бакалавра или статус «Мастер Инжиниринг» в университете, техническом вузе или в институте другого профиля.
Обзор учебных программ
Обучение в вузе научным, естествоиспытательским и техническим дисциплинам – достаточно напряженная и весьма непростая задача. В отличие от многих других инженерных дисциплин обучение по мехатронике менее нагружено теорией и больше ориентировано на практические навыки работы студентов не только головой, но и руками. Такой симбиоз представляет собой массу навыков профессионального ремесленничества в таких работах, как сварка, фрезерование, токарные работы, прокладка кабелей, расчеты цепей, 3D-моделирование, изготовление деталей и узлов, проектирование в соответствующих компьютерных программах, сборка и монтаж оборудования, узлов, агрегатов, программирование компьютерных систем, написание прикладных компьютерных программ.
Студенты проводят много времени в лабораториях и работают над своими проектами, как индивидуальными, так и групповыми. Многие вузы предлагают целиком практический семестр, который органично включен в общую программу высшего образования на квалификацию «бакалавр-мехатроник», «дипломированный инженер-мехатроник». Обычно такие практические семестры предусмотрены на последних курсах вуза.
Очень часто в течение такого практического семестра студент работает за границей, где от него требуется не только отличное знание предмета – мехатроники, но и высокий уровень знания иностранного языка. Такой опыт позволяет выпускнику вуза – дипломированному инженеру или бакалавру-мехатронику иметь большие преимущества. Студенты также могут иметь возможность участвовать в экскурсиях по предприятиям и получать таким образом широкое представление о потенциальных работодателях, и это тоже является частью программы обучения.
На первых курсах вуза в учебный план закладываются знания естествоиспытательских дисциплин. Помимо этого, даются общие знания, например, по таким дисциплинам, как измерительная техника и машиностроение. На старших курсах акцент смещается в сторону специализации. Получение степени бакалавра-мехатроника также имеет свою направленность и специализацию. Здесь обучение и получение высшего образования также направлено на поиск и анализ конкретных проблем и разработку уникальных решений.
Обучение на мехатроника в вузе имеет много интерфейсов, точек сопряжения и пересечений с обучением по электротехнике с тем преимуществом, что в данном виде высшего образования не предусматривается получение основ знаний в области механического машиностроения. Некоторые университеты предлагают программы обучения, включающие комбинированные курсы из электротехники и электромехатроники.
Если вы думаете о том, чтобы получить высшее образование по мехатронике, рекомендуется в начале получить обзор квалификаций, которые дают разные вузы, специализирующиеся как на электротехнике, так и на мехатронике. Квалификация, которую можно получить по окончании обучения в вузе, может звучать так: бакалавр-мехатроник или мастер-мехатроник. Время обучения в зависимости от курса и специализации может составлять от шести до десяти немецких семестров.
Многие университеты непосредственно перед началом обучения предлагают подготовительные курсы, на которых освежаются знания по основам математики. На первых двух семестрах их называют: «Год профессиональной ориентации»; даются необходимые знания по естествоиспытательским, инженерным и экономическим дисциплинам. Основной упор делается на такие предметы, как математика, физика и информатика. В последнем важное место отводится программе CAD.
На третьем и четвертом немецком семестре среди прочего изучаются такие модули, как сенсорика и акторика (подобласть техники привода), электроника, автомобильная мехатроника или программирование и инжиниринг. В заключение в зависимости от вуза и курса даются различные углубления и специализации. Но обязательными модулями во всех вузах являются такие дисциплины, как физика, математика, техническая информатика, материаловедение, электротехника, техническая механика, основы конструирования, кинематика и кинетика, программный инжиниринг (написание софта), мехатронные системы, сенсорика, акторика.
Углубляющие модули по выбору могут быть в основном из области электротехники, информатики или машиностроения. Не забыты также: экономика, маркетинг, менеджмент, а еще такие дисциплины, как техническая оптика, техника производственных зданий и сооружений, электрические приводы, производственное и продуктовое планирование, измерительная техника.
Студенты к окончанию бакалавриата должны сделать проект по мехатронике, в котором полученные теоретические знания и практические умения применяются в разработке и построении собственной машины-робота. Учащийся в этой работе должен реализовать определенные андроидные задачи. Например, машина-робот, которую он спроектировал, разработал, изготовил и «обучил», должна уметь перешагнуть препятствие и не упасть с рабочей площадки. Это задание довольно простое.
Оно может усложниться требованием создать трехногое транспортное средство с изменяющимся центром тяжести, которое способно преодолевать ограниченные по площади, но глубокие пустоты. Если проект был удачно протестирован и показал заданный результат – студент-выпускник может рассчитывать на диплом бакалавра. Если на демонстрации работы проект потерпел фиаско – диплом не выдается, но дипломнику позволяется переработать проект и вновь пройти тест.
Многие вузы имеют Numerus Clausus, в обиходе его называют NC. В случае обучения в вузах Германии это означает, что количество учебных мест при поступлении на ту или иную специальность ограничено. (Примеч. пер.: «нумерус клаузус» означает ограничение количества принимаемых на обучение абитуриентов в зависимости от выпускного балла оконченных ими учебных заведений). От вуза к вузу это число может серьезно отличаться. Поэтому вам желательно получить предварительную информацию по возможным Numerus Clausus каждого вуза. Они также могут отличаться от семестра к семестру. Поэтому вам предстоит в любом случае заранее обратиться к веб-страницам университета или института и получить информацию о возможных ограничениях.
Области и отрасли экономики, в которых могут работать мехатроники – выпускники вузов
Профессиональные возможности для мехатроников многочисленны и многообразны. Типичные работодатели для мехатроников – это фирмы, которые производят в промышленных масштабах оборудование и системы для управления производственными процессами. Кроме того – предприятия из отраслей автомобилестроения, авиационного и космического машиностроения. За счет знания выпускниками информатики они также имеют возможность работать в отраслях информационных продуктов и коммуникационной техники. В области медицины мехатроника начинает играть все большую роль, так что выпускники вузов по этой специализации могут найти хорошие возможности для высоких заработков и успешной карьеры, если посвятят себя медицинской технике.
Отрасль, которая не только в Германии, но и в международном масштабе приобретает все большее значение, это микро- и нанотехнологии. Это инновативное направление имеет огромный потенциал в ближайшем будущем, где знания и навыки мехатроников будут пользоваться значительным спросом. В первую очередь в разработке микромеханических компонентов или в биологической мехатронике. Основная задача мехатроника здесь – это разработка и планирование отдельных компонентов, а также их монтаж и сборка в сложные системы и установки. Кроме того, ввод в эксплуатацию, программирование и установка соответствующего программного обеспечения, а еще проверка, техническое обслуживание и ремонт станков и машин, приспособлений, механизмов, узлов и агрегатов – это области ответственности мехатроников.
Инженерное обучение – общий взгляд
«Подумайте о том, что собой представляют инженеры и техники, ведь они первые сделали демократию возможной. Они не только облегчили труд, ежедневный труд миллионов людей, но и сделали доступными труды великих мыслителей и гениальных художников и музыкантов», – так в свое время говорил Альберт Энштейн.
Наверное, самый гениальный инженер и изобретатель нового времени – это Томас Эдисон. Едва ли найдется человек, который его не знает. В эпоху индустриализации он изобрел фонограф и лампочку накаливания, сконструировал первую общественную электростанцию и работающую кинокамеру. В общем и целом он является автором более 2000 патентов на приборы и технологии, причем они настолько глубоко проработаны и завершены, что практически все имеют патентную зрелость.
В настоящее время от инженеров также требуются техническая дальновидность и изобретательский дух, а также ярко выраженное понимание современных технологических и конструкционных возможностей. Сюда добавляется еще и социальная, политическая и экологическая ответственность. Картина профессий и квалификаций за последнее время очень сильно изменилась, идет ли речь об автомобилях, телевизорах, компьютерах или мобильных телефонах – мы сегодня живем в высокотехнологизированном мире. НИОКР, эксплуатация и ремонт продукции и изделий становятся чрезвычайно сложными и ответственными задачами.
Инженер сегодня отвечает за строительство электростанций, производство оптико-волоконных трансатлантических кабелей, плазменных экранов мониторов, сателлитов и спутников, MP3-плейеров, фотосинтезирующих систем и гибридных автомобилей. Техника определяет, какова есть и, главное, какой будет наша жизнь, делает ее комфортнее, надежнее и эффективнее. Едва ли сегодня можно представить жизнь в Германии без посудомоечных комбайнов, микроволновых печей или легковых автомобилей. Часто мы даже не осознаем, что за всеми этими изобретениями и продуктами стоит огромное число инженеров. А что же, собственно, собой представляет инженер? В каких областях он работает, и как стать инженером?
На эти вопросы мы в дальнейшем намереваемся ответить в рамках нашего проекта «Мехатроника журнала АБС-авто». Планируем сделать и опубликовать серии статей с упором на необходимость осознания перехода России с подготовки инженеров-электриков, инженеров-механиков, инженеров-теплотехников, инженеров-информатиков на подготовку инженеров-мехатроников с углубленной специализацией по вышеуказанным направлениям. Практически каждое второе предприятие Германии находится в поиске инженеров. Сегодня на рынке они пользуются спросом, как никогда ранее. Можно сказать, что даже в самые сложные для рыночной коньюнктуры времена спрос на высоко-профессиональных и квалифицированных инженеров не снижался.
Хорошие перспективы на будущее имеют те, кто решил посвятить себя инженерным специальностям. На рынке труда интерес к работе инженера повсеместно расширяется. А с 2003 года в этом «забеге» инженер-мехатроник играет очень важную роль. Если вас интересует техника и вы хотели бы услышать, как «тикает» наш современный мир, если вас привлекает активная жизненная позиция, если вам интересно придумать что-то новенькое, для того чтобы улучшить существующее положение вещей, – профессия мехатроника, а в нашем варианте – автомобильного мехатроника – это, как говорится, «то, что доктор прописал». Мехатроник – это инженерная профессия «в квадрате» – очень правильный и, главное, современный выбор. Выбор в эпоху перехода человечества к универсальной автоматизации и роботизации.
Предпосылки для обучения
Для того чтобы пойти учиться на инженера-мехатроника в университет вы должны закoнчить школу и получить аттестат зрелости. Для обучения в вузе на инженера вам нужно «взять» с собой огромный интерес к таким естественным наукам, как биология, химия и, конечно же, физика. Вы также должны быть немножко математиком, необходимы глубокие знания и умения в обращении с компьютером и современным программным обеспечением.
Многие промышленные предприятия работают с филиалами по всему миру, и поэтому вам просто необходимо достаточно хорошее знание английского языка. Во времена глобализации рекомендуется помимо английского обратить внимание на иностранные языки вообще. Также с собой на обучение следует взять креативность, желание работать в команде, целеустремленность, а также ответственное мышление и действия.
Кто пока не успел освоить иностранный язык, не должен пугаться. Все вузы Германии предусматривают профессиональное обучение иностранным языкам, будь то университет или институт. Многие курсы по инженерным специальностям включают многомесячные практические проекты в различных компаниях по всему миру, в которых студенты должны обязательно участвовать. Как правило, такой практический семестр продолжается три месяца, но в зависимости от специализации и типа вуза он может длиться от шести месяцев до года.
Еще более детальную информацию по профессиональным возможностям и различным отраслям мехатроники вы найдете в наших следующих статьях, упражнениях и викторинах. Мы надеемся, что смогли дать вам общее представление о перспективах работы после выбора и обучения профессии мехатроника.
Александр Леонидович Шмайлов, подборка и перевод
