TIỂU LUẬN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ

Những hệ thống lai quan trọng với Cơ điện tử bao gồm những hệ thống sản xuất, những sự truyền động hiệu quả, những tấm đúc cong trong nhà thám hiểm hành tinh, những hệ thống con của ô t

TIỂU LUẬN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ

Họ tên: Nguyễn Trung Kiên

Lớp: ECD PNU K23

Giảng viên: Trương Văn Trương

Môn: DTE-EE 102 G

TÊN GỌI

Cơ điện tử (hay kỹ thuật Cơ khí và Điện

tử học) là sự kết hợp của kỹ thuật cơ khí, kỹ

thuật điện tử và kỹ thuật máy tính Mục đích của lãnh vực kỹ thuật nhiều lãnh vực này là nghiên cứu các máy tự hành từ một viễn cảnh kỹ thuật

và phục vụ những mục đích kiểm soát của

những hệ thống lai tiên tiến Chính từ là kết hợp của 'Cơ khí' và 'Điện tử học'.

LỊCH SỬ

Cơ điện tử có tâm trên cơ học, điện tử học, kỹ thuật điều khiển, tính toán, kỹ thuật phân

tử (từ hóa học nano và sinh học), được kết hợp, làm khả dĩ sự phát sinh của những hệ thống đơn giản, đáng tin cậy, nhiều chức năng và kinh tế hơn Sự kết hợp "Cơ điện tử" đầu tiên được tạo bởi Mori Tetsuro, một kỹ sư chính của công

ty Nhật Bản Yaskawa vào năm 1969 Cơ điện tử

có thể hiểu cách khác như "những hệ thống điện cơ" hay kém thường như hơn "Điều khiển và kỹ thuật tự động hóa".

MÔ TẢ

Kỹ thuật điều khiển học cùng giải quyết câu hỏi của kỹ thuật điều khiển của hệ thống cơ điện tử

Nó được sử dụng để điều khiển hay điều chỉnh một hệ thống như vậy (xem lý thuyết điều

khiển) Thông qua sự hợp tác các mô đun cơ

điện tử thực hiện những mục đích sản xuất và thừa kế những thuộc tính sản xuất linh hoạt và nhanh nhẹn trong sơ đồ sản xuất Thiết bị sản xuất hiện đại gồm có các mô đun cơ điện tử

được tổng hợp theo một kiến trúc điều khiển Những kiến trúc được biết đến nhiều nhất bao

gồm sự phân cấp, polyarchy, hetaerachy (thường được đánh vần sai như heterarchy) và vật lai Những phương pháp để đạt được một hiệu ứng

kỹ thuật được mô tả bởi những giải thuật điều khiển có thể hay không thể dùng những phương pháp hình thức trong thiết kế của chúng Những

hệ thống lai quan trọng với Cơ điện tử bao gồm những hệ thống sản xuất, những sự truyền động hiệu quả, những tấm đúc cong trong nhà thám hiểm hành tinh, những hệ thống con của ô tô như những hệ thống phanh chống khóa, quay tròn-tham dự và thiết bị hàng ngày như máy

quay phim chụp ảnh tự động điều chỉnh tiêu cự, máy chiếu phim, đĩa cứng, máy giặt.

Một bậc kỹ thuật cơ điện tử tiêu biểu bao gồm những phân loại trong kỹ thuật toán học, cơ học, thiết kế thành phần máy, thiết kế cơ khí, nhiệt động lực học, những mạch và những hệ

thống, điện tử học và truyền thông, lý thuyết

điều khiển, lập trình, xử lý tín hiệu số, năng

lượng học, kỹ thuật rôbôt.

YÊU CẦU ĐỐI VỚI NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ

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.

Đối tượng lao động: dây chuyền sản xuất tự động, hệ thống máy tự động, quy trình công nghệ kỹ

thuật,

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

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

Điều kiện lao động: tùy thuộc vào vị trí công việc và môi trường sản xuất công nghiệp

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

ỨNG DỤNG

 Tự động hóa , và trong lãnh vực của kỹ thuật rôbôt

 Cơ khí hệ thống trợ động

 Các hệ điều khiển và cảm ứng

 Kỹ thuật ô tô , trong thiết kế của các hệ thống con như các hệ thống phanh chống khóa

 Kỹ thuật máy tính , trong thiết kế của các cơ chế như các điều khiển máy tính

Triển vọng Nghề nghiệp

Nhu cầu về nhân lực ngành Cơ Điện Tử đã rất cao và cũng sẽ duy trì được sức hút của nó trong khoảng 10 năm tới khi đất nước ở vào giai đoạn phát triển nhanh và mạnh các nhu cầu ứng dụng tự động hóa vào trong sản xuất Với những kiến thức và kỹ năng liên ngành, các kỹ sư sau khi tốt nghiệp sẽ có nhiều cơ hội việc làm trong nhiều lĩnh vực khác nhau ở các doanh nghiệp sản xuất, dịch vụ kỹ thuật, các cơ sở đào tạo và nghiên cứu

có liên quan đến các giải pháp tự động hóa sử dụng hệ thống và sản phẩm cơ điện tử với vai trò người thực hiện trực tiếp hay người quản lý, điều hành.

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

***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

Tiềm năng phát triển của ngành cơ điện tử

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

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 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