Ngành Cơ Điện Tử

Cùng
với sự phát triển của công nghệ và máy móc hiện đại, các robot đang
không ngừng phát triển về số lượng cũng như khả năng của chúng. Robot
ngày càng thông minh, đảm nhận thay thế những công việc mà con nguời
không thể thực hiện như đi vào vùng phóng xạ, giải cứu nguời trong hoả
hoạn... Thế hệ tương lai sắp tới đón nhận robot vào những công việc
trong gia đình như trông nhà, dọn dẹp nhà cửa, theo dõi sức khoẻ... Mỗi
robot có bộ phận xử lý trung tâm (não bộ) (ngày nay còn được tích hợp
thêm trí thông minh nhân tạo), các cơ cấu tác động (tay để cầm nắm, bánh
xe di chuyển...), và các bộ phận cảm nhận (cảm biến) ghi nhận kích
thích để gửi về bộ phận xử lý trung tâm. Robot chính là một sản phẩm
của ngành CƠ ĐIỆN TỬ. Nguồn www.huongnghiepviet.comTìm hiểu ngành cơ điện tử; ngành cơ điện tử là gì?
I. THÔNG
TIN NHẬN DIỆN

1. Tên ngành: CƠ
ĐIỆN TỬ
2. Lĩnh vực: Công nghệ chế tạo, công nghệ kỹ
thuật,
3. Phân loại: người tiếp xúc với kỹ thuật | Nghề có
mục đích biến đổi đối tượng & Nghề có mục đích tìm tòi, phát hiện,
khám phá những cái mới | Nghề làm việc bên máy tự động | Nghề được tiến
hành trong không gian sinh hoạt bình thường

4. Hình
thức: khoa học ngành nghề

II. DẪN NHẬP

Mỗi
ngành như cơ khí, điện tử, tin học đều có nền tảng khoa học vững
chắc và tạo ra các sản phẩm đặc trưng riêng. Tuy nhiên, yêu cầu của thời
đại đặt ra yêu cầu cao hơn về cách hoạt động của máy móc, yêu cầu
máy móc cần phải gọn nhẹ hơn, linh động hơn, uyển chuyển hơn và thông
minh hơn. Các kỹ sư cơ khí không thể làm máy móc thông minh hơn,
trong khi những kỹ sư tin học có thể tạo ra trí thông minh nhân tạo
nhưng họ không biết về cơ khí, những kỹ sư điện tử có thể kết nối và
điều khiển tín hiệu, nhưng họ không thể kết nối giữa trí thông minh
nhân tạo để điều khiển thiết bị cơ khí. Chính yêu cầu này đã hình
thành nên ngành Cơ điện tử để tạo ra sản phẩm mới đáp ứng các yêu cầu
đặt ra trên cơ sở phối hợp nền tảng sẵn có của các ngành với nhau. Nguồn
www.huongnghiepviet.com

Với khả năng am hiểu về
cơ khí, điện tử, tin học, và các công nghệ hiện đại... người kỹ sư cơ
điện tử đưa vào các sản phẩm cơ khí hệ thống điều khiển linh hoạt
bằng điện tử, và thông qua hệ thống điện tử, kết nối với hệ thống xử
lý thông tin - trí thông minh nhân tạo để tạo ra một sản phẩm hoàn
chỉnh.



III. THÔNG TIN MÔ TẢ

1. Sự
phù hợp nghề:
1.1 Xét về chống chỉ định y học, xét
về khuyết tật:
ngành này cần vận dụng đôi tay để gia công lắp đặt
thiết bị, gõ phím lập trình, cần vận dụng mắt để xem các kết quả đo
lường. Vì vậy ngành này đỏi hỏi:
- mắt không quá mờ
- hai tay
có khả năng gõ bàn phím, đủ lực để cầm nắm và gắn các thiết bị lại với
nhau.

1.2 Xét về năng lực, năng khiếu và yếu tố tâm lý cá
nhân: none (chưa có thông tin)


2. Đặc
điểm hoạt động nghề
2.1 Đối tượng lao động:
dây chuyền sản xuất tự động, hệ thống máy tự động, quy trình công nghệ
kỹ thuật,
2.2 Mục đích lao động:
- Mục đích chế
tạo - sản xuất: tạo ra những thiết bị (hoạt động cơ khí) có độ hoạt
động linh động cao, có trí thông minh và xử lý những thao tác phức tạp
-
Mục đích vận hành: vận hành các hệ thống chế tạo sản xuất một cách ổn
định/ hiệu quả cao.
2.3- Công cụ lao động: công cụ
lập trình phần cứng, các thiết bị công nghệ kỹ thuật trong hệ thống sản
xuất công nghệp: PLC, cảm biến, hệ thống khí nén, thủy lực, điện tử,
điện - điện tử, các hệ thống sinh công - truyền lực
2.4 Điều
kiện lao động: tùy thuộc vào vị trí công việc và môi
trường sản xuất công nghiệp

3. Nội dung của ngành:

3.1 Đặc
trưng của ngành:

Nguồn www.huongnghiepviet.com
Cơ
điện tử ( Mechatronics) là một chuyên ngành mới được hình thành trong
thời gian gần đây. Các hệ thống công nghệ trước đây chủ yếu hoạt động
trên các kết cấu cơ khí thuần túy kết với với các mạch điện tử điều
khiển đơn giản, các hệ thống này vận hành để đáp ứng một số thao tác cơ
bản. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp sản xuất đòi hỏi có một công
nghệ cao uyển chuyển, linh hoạt, thông minh hơn các công nghệ trước đây,
chính vì vậy cơ điện tử ra đời.

Nhiều định nghĩa về Cơ điện tử
khác nhau đã được nhiều nhà khoa học và công nghệ đưa ra với các cách
nhìn và quan điểm khác nhau. Tuy vậy một nét chung nhất được thừa nhận
và cũng là bản chất của cơ điện tử là sự “liên kết cộng năng của nhiều
lĩnh vực để tạo ra những sản phẩm mới có những tính năng vượt trội”. Sự
liên kết cộng năng này mang lại nhiều cơ hội và không ít thách thức
cho sự phát triển của chính cơ điện tử. Hay có thể hiểu một cách giản
đơn: cơ điện tử về cơ bản là sự kết hợp phức hợp của các ngành cơ
khí, điện tử, và tin học.

a. Đặc trưng về sản phẩm cơ điện
tử:
Bất kỳ sản phẩm cơ điện tử nào cũng có bộ phận cơ khí
(khung sườn, bánh xe, mô tơ...), cần có hệ thống điện truyền -
nhận thông tin, và các chương trình hoạt động được lập trình trước đó.
Như vậy, cơ điện tử về cơ bản là sự kết hợp phức hợp của các ngành cơ
khí, điện tử, và tin học.

- Các sản phẩm cơ điện tử
thường là các sản phẩm cuối cho người dùng (end-user products) Ngay từ
khi hình thành khái niệm “cơ điện tử” các chuyên gia Nhật Bản đã định
hướng cho khái niệm này là sản phẩm kết hợp cơ và điện tử hơn là nói
đến một hệ thống công nghệ cao. Có nghĩa là các sản phẩm cơ điện tử là
các sản phẩm cho người sử dụng cuối cùng như các đồ dùng, thiết bị gia
dụng được chế tạo hàng loạt, hoặc các sản phẩm chất lượng cao như ôtô,
máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ, thiết bị y tế, các bộ phận cơ thể nhân
tạo thay thế cho con người vv... Các sản phẩm này được thiết kế và chế
tạo một cách tiện ích nhất, phù hợp với các yêu cầu riêng cho người sử
dụng và người sử dụng không quan tâm đến các công nghệ được dùng trong
nó mà họ mua và dùng các sản phẩm này vì nó tốt hơn, kinh tế hơn, tiện
dụng hơn phù hợp với những yêu cầu riêng của mình. Do vậy, các sản phẩm
cơ điện tử phải tuân thủ quy luật thị trường là tính kinh tế và thoả
mãn yêu cầu người dùng hơn là chỉ đạt chỉ tiêu kỹ thuật đơn thuần.

-
Các sản phẩm cơ điện tử có các công nghệ thích ứng tinh xảo, có
tính thông minh và thiết kế cơ khí cô đọng bền chắc.
Với các công
nghệ micro và nano hiện nay các sản phẩm cơ điện tử có thể đưa các cảm
biến, vi xử lý và cơ cấu chấp hành vào bất kỳ vị trí không gian hẹp cô
đọng nào trong cấu trúc cơ khí của sản phẩm. Điều này tạo nên các sản
phẩm cơ điện tử có độ thông minh cao mà lại đặt được vào một cấu trúc
hoàn hảo cô đọng cả về kích thước, trọng lượng và tiêu thụ năng lượng.

-
Độ tự do của thiết kế cơ điện tử lớn hơn
Thiết kế các sản
phẩm cơ điện tử là một thiết kế tổng hợp tối ưu nên nó là một thiết kế
cho phép thay đổi được tất cả các bộ phận cơ khí, đầu đo, cơ cấu chấp
hành, vi xử lý điều khiển để đạt được một thiết kế hoàn hảo cân bằng.
Cấu trúc cơ khí cũng có thể thay đổi, các bộ phận điện tử, điều khiển
cũng có thể thay đổi linh hoạt cho từng loại sản phẩm. Như vậy thiết kế
cơ điện tử là một thiết kế cộng tác để đạt được một sản phẩm có tính
cạnh tranh cao. Ngược lại khi tích hợp các hệ thống tự động các chuyên
gia tự động phải chấp nhận đối tượng điều khiển (quá trình cơ khí) như
một thực thể cố định. Các đầu đo, cơ cấu chấp hành cũng là các sản phẩm
có sẵn và bộ phận có thể thay đổi được là bộ điều khiển và thuật toán
điều khiển. Độ tự do trong thiết kế tích hợp các hệ thống tự động bó
hẹp hơn nhiều so với độ tự do của thiết kế các sản phẩm cơ điện tử.

Nguồn
www.huongnghiepviet.com
Thế nào là công nghiệp cơ
điện tử?
Ta có các ngành công nghiệp cơ khí, điện tử, công nghiệp
tự động hoá, công nghiệp công nghệ thông tin, công nghiệp chế tạo đầu
đo, cơ cấu chấp hành, vậy có nền công nghiệp cơ điện tử hay không? Có ý
kiến cho rằng cơ điện tử là sự tích hợp của các ngành công nghệ có sẵn
nên việc chế tạo các sản phẩm cơ điện tử hoàn toàn có thể dựa trên các
ngành công nghiệp hiện có nêu trên.Nói vậy cũng đúng vì thực tế hiện nay
việc chế tạo, sản xuất các sản phẩm cơ điện tử đang phải dựa vào các
nhà máy sản xuất của các ngành công nghiệp hiện có.Tuy nhiên một khi số
lượng và chủng loại sản phẩm cơ điện tử ngày càng nhiều trên thị trường
thì hiển nhiên sẽ hình thành ngành công nghiệp cơ điện tử. Vậy công
nghiệp cơ điện tử là gì và nó có những đặc trưng gì khác với các ngành
công nghiệp hiện hành?

Có thể hiểu công nghiệp cơ điện tử là
”ngành công nghiệp cung cấp các sản phẩm, kỹ năng và dịch vụ cơ điện tử
chất lượng cao cho người tiêu dùng”.
Ngành công nghiệp cơ điện tử
cũng như các ngành công nghiệp khác bao gồm các mảng chức năng chính
sau:
+ Hệ thống quản lý điều hành và các dịch vụ hỗ trợ sản xuất
+
Mảng vận hành hệ thống sản xuất và chế tạo các sản phẩm về thiết bị cơ
điện tử
+ Mảng tiếp thị sản phẩm
+ Mảng đào tạo

Trong dây
chuyền sản xuất các sản phẩm cơ điện tử hiện nay thường bao gồm các hệ
thống điện, hệ thống khí nén, hệ thống điện tử, hệ thống PLC, hệ thống
cảm biến, hệ thống thuỷ lực, CNC và hệ thống robot. Trong đó, mảng chế
tạo các bộ phận và hệ thống cơ điện tử thường bao gồm các bộ phận thiết
kế, phát triển các phần mềm ứng dụng, chế tạo các chi tiết, lắp ráp và
thử nghiệm kiểm tra chất lượng sản phẩm. Khác với các ngành công nghiệp
khác, công nghiệp cơ điện tử đòi hỏi tư duy thiết kế và chế tạo liên
ngành. Phần thiết kế có độ tự do lớn bảo đảm tính liên kết hoàn hảo của
hệ thống trong khi phần chế tạo các phần tử, chi tiết lại được thực hiện
ở các ngành công nghiệp độc lập. Thiết kế sản phẩm cơ điện tử là loại
“thiết kế hướng tới thị trường” khác với các lợi thiết kế sản phẩm
truyền thống là “thiết kế cho đạt các chỉ tiêu kỹ thuật”, hoặc thiết kế
để “cơ giá thành rẻ nhất”. Thiết kế cơ điện tử đòi hỏi áp dụng các công
nghệ cao cho các chức năng vượt trội nhưng giá thành có sức cạnh tranh
và lợi ích thoả mãn người tiêu dùng.

Do các sản phẩm cơ điện tử
là các sản phẩm hướng tới các yêu cầu có cá tính của người tiêu dùng,
cho nên ngành công nghiệp cơ điện tử phải có tính mềm dẻo cao để bảo đảm
được thời gian đưa các sản phẩm ra thị trường nhanh kịp thời với các cơ
hội kinh doanh nảy sinh liên tục trong quá trình phát triển của xã hội
loài người.

3.2 Khả năng chuyên môn: (kiến
thức, kỹ năng, kỹ xảo):
a. Kiến thức:
- Kiến thức về
vật liệu cơ khí,các đặc tính cơ học, cấu trúc và nguyên lý máy để thiết
kế cơ khí
- kiến thức ứng dụng về điện và điện tử: điện tử cơ
bản, điện tử tương tự, điện tử công suất, vi mạch số… để thiết kế
các hệ thống mạch điện tử phối hợp kích hoạt các bộ phận truyền động cơ
khí.
- Kiến thức về công nghệ thông tin và lập trình điều khiển
(trên máy vi tính) hoặc trên các thiết bị hỗ trợ khác, am hiểu các phần
cứng điều khiển liên quan để ra lệnh cho hệ thống mạch điện tử điều
khiển các bộ phần truyền động, làm bộ máy hoặc dây chuyền hoạt động
theo chương trình đã được lập trình sẵn (tự động). Nguồn
www.huongnghiepviet.com

b. Kỹ năng, kỹ xảo:
-
Có kỹ năng gia công cơ khí: tiện (tiện trụ), phay (phay mặt), hàn điện
- Có kỹ năng xây dựng và thiết kế mạch điện tử ứng dụng (mạch số, mạch
công suất điều khiển động cơ…), in – rửa – hàn mạch điện tử.
- Có
kỹ năng ứng dụng các thiết bị truyền động: động cơ điện một chiều, động
cơ điện xoay chiều, thủy lực, khí nén...
- Có kỹ năng lập trình
điều khiển: chính yếu là kỹ năng lập trình điều khiển PLC của hãng
SIEMEN (S7-200, S7-300, S7-400), lập trình vi điều khiển họ ASM, lập
trình gia công CNC, lập trình C
- Có kỹ năng thiết kế hệ thống cơ
điện tử: tay máy robot, robot thông minh, thiết kế dây chuyền sản
xuất tự động hóa MPS, PCS, các quy trình sản xuất linh hoạt...

4. So sánh:
Điểm
khác biệt của cơ điện tử so với các ngành khác: mỗi ngành như cơ khí,
điện tử, tin học đều có nền tảng khoa học vững chắc và tạo ra các sản
phẩm đặc trưng riêng. Tuy nhiên, yêu cầu của thời đại đặt ra yêu cầu cao
hơn về cách hoạt động của máy móc, yêu cầu máy móc cần phải gọn nhẹ
hơn, linh động hơn, uyển chuyển hơn và thông minh hơn. Các kỹ sư cơ khí
không thể làm máy móc thông minh hơn, trong khi những kỹ sư tin học có
thể tạo ra trí thông minh nhân tạo nhưng họ không biết về cơ khí, những
kỹ sư điện tử có thể kết nối và điều khiển tín hiệu, nhưng họ không thể
kết nối giữa trí thông minh nhân tạo để điều khiển thiết bị cơ khí.
Chính yêu cầu này đã hình thành nên ngành Cơ điện tử để tạo ra sản phẩm
mới đáp ứng các yêu cầu đặt ra trên cơ sở phối hợp nền tảng sẵn có của
các ngành với nhau.

Với khả năng am hiểu về cơ khí, điện tử, tin
học, và các công nghệ hiện đại... người kỹ sư cơ điện tử đưa vào các
sản phẩm cơ khí hệ thống điều khiển linh hoạt bằng điện tử, và thông qua
hệ thống điện tử, kết nối với hệ thống xử lý thông tin - trí thông minh
nhân tạo để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh. Nguồn www.huongnghiepviet.com

5. Câu
chuyện tượng trưng về ngành: đó là những câu chuyện thực tế
về cuộc đời, cuộc sống, hoặc một đoạn phim

6. Allbum
ảnh và video clip:


IV. TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN

1. Ý nghĩa
kinh tế - chính trị - xã hội: cơ điện tử góp phần phát triển
các hệ thống sản xuất theo hướng hiện đại, nâng cao hiệu quả và năng
suất lao động, tạo nên lợi thế cạnh tranh cho các sản phẩm được chế tạo
và sản xuất trong nước. Cơ điện tử góp phần không nhỏ vào công cuộc công
nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước. Nguồn www.huongnghiepviet.com

2. Sự
phát triển của lĩnh vực trong giai đoạn hiện nay: Cơ điện tử
được xác định là một ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển khoa học
- công nghệ của Việt nam hiện nay và trong thời gian tới. Chính vì vậy,
cơ điện tử ngày càng mở rộng quy mô và tầm ảnh hưởng. Và trong thời
gian ngắn, cơ điện tử đã thu được nhiều thành quả nghiên cứu và chế tạo
các sản phẩm.

3. Hướng phát triển trong thời gian tới:
một số hướng phát triển điển hình
- Xu thế phát triển của cơ điện tử
trên thế giới là tích hợp ngày càng nhiều công nghệ cao, sản phẩm ngày
càng "thông minh" hơn và kích thước ngày càng nhỏ hơn.
- Công nghệ
micro/nano thu nhỏ các thiết bị máy móc xuống kích thước của phân tử các
sản phẩm công nghệ tương lai.
- Nâng cao "trí thông minh" cho các
sản phẩm cơ điện tử

4. Cơ hội nghề nghiệp và Vị trí lao
đông: do cơ điện tử đang được đầu tư phát triển, và khả năng
ứng dụng của cơ điện tử vào công nghiệp sản xuất là rất rộng, do dó
người thuộc chuyên môn cơ điện tử có rất nhiều cơ hội nghề nghiệp.

Người kỹ sư cơ điện tử phải nắm bắt được các thành phần thuộc các lĩnh
khác như cơ khí, điện tử, công nghệ thông tin, công nghệ cao... và
quan trọng hơn là biết cách phối hợp giữa các thành phần để thiết kế
lên một hệ thống tương tác hoàn chỉnh. Và với những kiến thức và kỹ
năng đó người kỹ sư cơ điện tử có thể đảm nhận thiết kế xây dựng các sản
phẩm cơ điện tử với các vị trí công việc liên quan như: thiết kế cơ
khí, thiết kế điện tử, thiết kế bộ điều khiển trung tâm, xây dựng chương
trình hoạt động thông minh...

- Kỹ sư cơ điện tử có kỹ năng và
kiến thức để thiết kế và xây dựng quy trình sản xuất tạo ra các sản
phẩm tự động thông minh. Ví dụ: các robot thông minh, máy giặt thông
minh, xe hơi thông minh.
- Kỹ sư cơ điện tử tham gia xây dựng các
thuật toán sản xuất trong các nhà máy sản xuất, các thuật toán này được
chuyển thành cá lệnh lập trình qua các ngôn ngữ sử dụng như PLC, vi
điều khiển...
- Xác định và lắp đặt các thiết bị kỹ thuật phù hợp
trên hệ thống sản xuất tự động.

Ngoài công việc chuyên môn như
trên, người kỹ sư cơ điện tử còn có thể thích ứng vào công việc của
các lĩnh vực cơ khí, điện tử, công nghệ thông tin, công nghệ cao...
chẳng hạn như: điều hành và tổ chức quản lý hoạt động sản xuất, xây dựng
quy trình sản xuất sản phẩm, vận hành và điều hành hoạt động của các
thiết bị công nghệ tự động...