تعريف علم الميكاترونيكس Mechatronics
تتألف كلمة " ميكاترونيكس " من جزءين ، فالجزء الأول هو : ميكا ، وهو يدل على صلة هذا العلم الوثيقة بعلم الهندسة الميكانيكية ، أما الجزء الثاني فهو : ترونيكس ، وهو يدل كذلك على ارتباط حميم بعلم الهندسة الإلكترونية ، وبهذا يمكن القول بأن علم الميكاترونيكس ما هو إلا مزيج متآلف التكوين من علوم هندسية مختلفة ، إذ يربط ما بين علوم الإلكترون والميكانيك وبرمجيات الكمبيوتر ليأتي بأنظمة مؤتمتة تتيح تحكماً راقي المستوى في أغلب التطبيقات التقنية التي تمس جميع مكونات حياتنا اليومية.
يوضح المخطط التالي ( من موقع RPI ) الحقول المختلفة التي تشكّل أطياف علم الميكاترونيكس :
يتألف علم الميكاترونيكس بشكل محوري من علوم الميكانيك والإلكترون و الحوسبة، ويسعى من خلال طرق ربط معينة أن يستفيد من خصائص كل من هذه العلوم لإبداع أنظمة متكاملة، مبسطة ، غير مكلفة اقتصادياً، موثوقة ومتعددة الجوانب والتطبيقات.
وقد أتى مصطلح ميكاترونيكس بداية على يد المهندس الياباني المبدع تيتسورو موري Tetsuro Mori من شركة ياسكاوا اليابانية ، وأمكن اسبتدال مصطلح ( الأنظمة الإلكترو- ميكانيكية ) أو في أغلب الأحيان ( هندسة التحكم و الأتمتة ) بمصطلح ( الميكاترونيكس ) . لقد أدت الحاجة الملحة المصاحبة لتطور علم الميكاترونيكس لإيجاد علم هندسي جديد يبحث في الحلول الواجب توفيرها لأنظمة الميكاترونيكس لتحقيق تحكم أمثل، و سمّي هذا العلم بالـ ( سايبرنيتيكس Cybernetics) أو علم الضبط الآلي، ويعتمد هذا العلم بشكل أساسي على نظريات التحكم لتقديم حلوله وأفكاره .
و من خلال هذا التكافل و التكامل بين العلوم، استطاعت المركّبات الميكاترونيكسية أن تحقق أهداف عمليات الإنتاج وتحمل معها خصائص أداء التصنيع الذكي والمرن ضمن إطار عملية التصنيع العام .
تتألف معدات الإنتاج الحديثة مما يمكن تسميته ( المركّبات الميكاترونيكسية ) و التي تتكامل فيما بينها وفق بنية تحكمية معينة، ومن أكثر هذه البنى التحكمية شهرة في يومنا هذا : البنية التدرجية و البنية الهجينة و البنية المتعددة , أما المنهجيات التي تضفي على هذه البنى تأثيراً تقنياً ومنطقياً مميزاً فتسمى بـ ( خوارزميات التحكم ) والتي تتيح الآفاق لإبداع منهجيات تحكمية تتبتعد عن المألوف في تصميمها لكي تلتقي مع حاجات نظام الميكاترونيكس المتكامل .
من أهم الأمثلة على الأنظمة التي ترتبط بعلم الميكاترونيكس ويسعى لتطويرها بشكل دائم : أنظمة الإنتاج الصناعي ، أنظمة الملاحة الفضائية ، أنظمة الكبح غير المقفلة في الآليات والسيارات ، و الكثير من النظم في الأجهزة المستخدمة في حياتنا اليومية كأنظمة التركيز التلقائي في الكاميرات الرقمية ، أجهزة الفيديو ، الأقراص الصلبة في الحواسيب ، قارئات الأقراص الليزرية ، الغسالات الأوتوماتيكية ... وغيرها الكثير الكثير .
الدراسة الأكاديمية : للحصول على درجة أكاديمية في علوم هندسة الميكاترونيكس فإن ذلك سيتطلب مهارات تدريبية وصفوفاً دراسية في علوم الرياضيات الهندسية ، هندسة الميكانيك ، تصميم عناصر الآلات ، التصميم الميكانيكي ، الثيرموديناميك والانتقالات الحرارية ، الدارات والنظم الإلكترونية ، الاتصالات ، نظريات التحكم والبرمجة بواسطة الحاسب ، معالجة الإشارة الرقمية ، هندسة الطاقة والقدرة ، الروبوتات وعادة ما تختتم الدراسة الأكاديمية بأطروحة في السنة الدراسية الأخيرة .
تتألف كلمة " ميكاترونيكس " من جزءين ، فالجزء الأول هو : ميكا ، وهو يدل على صلة هذا العلم الوثيقة بعلم الهندسة الميكانيكية ، أما الجزء الثاني فهو : ترونيكس ، وهو يدل كذلك على ارتباط حميم بعلم الهندسة الإلكترونية ، وبهذا يمكن القول بأن علم الميكاترونيكس ما هو إلا مزيج متآلف التكوين من علوم هندسية مختلفة ، إذ يربط ما بين علوم الإلكترون والميكانيك وبرمجيات الكمبيوتر ليأتي بأنظمة مؤتمتة تتيح تحكماً راقي المستوى في أغلب التطبيقات التقنية التي تمس جميع مكونات حياتنا اليومية.
يتألف علم الميكاترونيكس بشكل محوري من علوم الميكانيك والإلكترون و الحوسبة، ويسعى من خلال طرق ربط معينة أن يستفيد من خصائص كل من هذه العلوم لإبداع أنظمة متكاملة، مبسطة ، غير مكلفة اقتصادياً، موثوقة ومتعددة الجوانب والتطبيقات.
وقد أتى مصطلح ميكاترونيكس بداية على يد المهندس الياباني المبدع تيتسورو موري Tetsuro Mori من شركة ياسكاوا اليابانية ، وأمكن اسبتدال مصطلح ( الأنظمة الإلكترو- ميكانيكية ) أو في أغلب الأحيان ( هندسة التحكم و الأتمتة ) بمصطلح ( الميكاترونيكس ) . لقد أدت الحاجة الملحة المصاحبة لتطور علم الميكاترونيكس لإيجاد علم هندسي جديد يبحث في الحلول الواجب توفيرها لأنظمة الميكاترونيكس لتحقيق تحكم أمثل، و سمّي هذا العلم بالـ ( سايبرنيتيكس Cybernetics) أو علم الضبط الآلي، ويعتمد هذا العلم بشكل أساسي على نظريات التحكم لتقديم حلوله وأفكاره .
و من خلال هذا التكافل و التكامل بين العلوم، استطاعت المركّبات الميكاترونيكسية أن تحقق أهداف عمليات الإنتاج وتحمل معها خصائص أداء التصنيع الذكي والمرن ضمن إطار عملية التصنيع العام .
تتألف معدات الإنتاج الحديثة مما يمكن تسميته ( المركّبات الميكاترونيكسية ) و التي تتكامل فيما بينها وفق بنية تحكمية معينة، ومن أكثر هذه البنى التحكمية شهرة في يومنا هذا : البنية التدرجية و البنية الهجينة و البنية المتعددة , أما المنهجيات التي تضفي على هذه البنى تأثيراً تقنياً ومنطقياً مميزاً فتسمى بـ ( خوارزميات التحكم ) والتي تتيح الآفاق لإبداع منهجيات تحكمية تتبتعد عن المألوف في تصميمها لكي تلتقي مع حاجات نظام الميكاترونيكس المتكامل .
من أهم الأمثلة على الأنظمة التي ترتبط بعلم الميكاترونيكس ويسعى لتطويرها بشكل دائم : أنظمة الإنتاج الصناعي ، أنظمة الملاحة الفضائية ، أنظمة الكبح غير المقفلة في الآليات والسيارات ، و الكثير من النظم في الأجهزة المستخدمة في حياتنا اليومية كأنظمة التركيز التلقائي في الكاميرات الرقمية ، أجهزة الفيديو ، الأقراص الصلبة في الحواسيب ، قارئات الأقراص الليزرية ، الغسالات الأوتوماتيكية ... وغيرها الكثير الكثير .
الدراسة الأكاديمية : للحصول على درجة أكاديمية في علوم هندسة الميكاترونيكس فإن ذلك سيتطلب مهارات تدريبية وصفوفاً دراسية في علوم الرياضيات الهندسية ، هندسة الميكانيك ، تصميم عناصر الآلات ، التصميم الميكانيكي ، الثيرموديناميك والانتقالات الحرارية ، الدارات والنظم الإلكترونية ، الاتصالات ، نظريات التحكم والبرمجة بواسطة الحاسب ، معالجة الإشارة الرقمية ، هندسة الطاقة والقدرة ، الروبوتات وعادة ما تختتم الدراسة الأكاديمية بأطروحة في السنة الدراسية الأخيرة .
0 commentaires:
إرسال تعليق