تعد هندسة الميكاترونكس واحدة من الأمور الأساسية الهامة لمستقبل الهندسة وهو من أكثر فروع الهندسة تشعبًا كما أنه يعمل على جمع الكثير من فروع الهندسة ذات الصلة، كما تهتم المصانع والشركات المختلفة بهذا الفرع بشكل كبير حيث يلعب دورًا كبير في استمرار العملية الإنتاجية بشكل سلس من خلال متابعة المختص في هذا المجال أداء الماكينات وتصليح كافة الأعطال الخطيرة.
هذا بالإضافة إلى دوره المرتبط بشكل كبير مع مهندسين الميكانيكا والكهرباء والبرمجة، فيستطيع مهندس الميكاترونكس أن يحل محل مهندسين تلك التخصصات.
كما تبلغ مدة دراسة هذا التخصص من الهندسة 4 سنوات للحصول على درجة البكالوريوس ويشمل المحتوى الدراسي بمعظم الجامعات مجموعة متنوعة ومختلفة من البرامج الدراسية.
ومن الجدير بالذكر يختلف محتوى الدراسة من جامعة لأخرى لذلك يجب على كل طالب التأكد من المحتوى الدراسي على موقع الجامعة الذي يود التسجيل بها.
وفيما يلي ومن خلال هذا المقال سوف نعرض لكم المزيد من المعلومات حول ما يتعلق عن تخصص الميكاترونكس لذلك تابعوا معنا السطور التالية.
هندسة الميكاترونكس
ظهر مصطلح الميكاترونكس لأول مرة في اليابان بعدها في أوروبا وتم صياغة هذا المصطلح من قبل شركة ياساكوا الكهربائية في اليابان عام 1969 م للإشارة إلى استخدام الأجهزة الإلكترونية في التحكم الميكانيكي.
ويضم هذا الفرع من فروع الهندسة علم الإلكترونيات والتحكم والميكانيكا والكمبيوتر لتصميم الدارات الرقمية والإلكترونية والحساسات والآلات الميكانيكية والمحركات وأنظمة التحكم.
اليوم دخلت هندسة ميكاترونكس بجميع الأجهزة التي يتم استخدامها ليست مقتصرة فقط على المصانع والروبوتات بل نجدها بشكل واضح في التيار الآلي وطيارة ايرباص 380.
كما تختص هندسة ميكاترونكس بالجمع بين الهندسة الميكانيكية والهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب وهندسة الإلكترونيات كذلك بهدف تصميم المنتجات التي تعتمد بشكل أساسي على الدمج بين الأنظمة الميكانيكية والأنظمة الإلكترونية.
يساعد هذا الفرع الهام في تطوير الأجهزة والمعدات والآلات المختلفة التي تتميز بالأداء العالي والدقة العالية والسرعة الفائقة.
كما تتعلق دراستها بوضع منظمة تخصصية للتحكم بكافة الأنظمة المختلفة للوصول إلى التكامل بين الإلكترونيات ونظريات التحكم والميكانيكا وعلوم الحاسب من أجل تطوير تصاميم المنتجات، والأجهزة الذكية والصناعات التحويلية بالإضافة إلى الأنظمة التي تحتوي على المحركات لتحريك الأجزاء الميكانيكية وأنظمة القياس التي تعمل على تحديد حركة النظام وحالته.
تخصص هندسة الميكاترونكس
هو تخصص يجمع بين علوم هندسة الحاسوب والكهرباء والميكانيكا كما يهدف إلى تزويد الطلاب بكافة المعلومات الخاصة بأنظمة العمل في كل تخصص بالإضافة إلى التعرف على تطبيقاته وكيفية التحكم به.
كما يعمل المهندسين المختصين بهذا المجال على ربط كافة المعلومات الخاصة بكل نظام والعمل على إنتاج نظام تحكم كامل يستطيع من خلاله حل مجموعة كبيرة من المشاكل الميكانيكية والكهربائية بالإضافة إلى مشاكل البرامج التي تسمح بقيادة فرق التصاميم المختلفة.
المواد الدراسية بتخصص هندسة الميكاترونكس
تتمثل الخطة الدراسية لتخصص هندسة ميكاترونكس من 164 ساعة دراسية تتراوح تلك المدة بين مواد اختيارية ومواد إجبارية ومتطلبات إجبارية واختيارية من قبل الكلية بالإضافة إلى المواد المساندة والحركة وتتمثل تلك الخطة في التالي:
مواد العلوم
تتضمن تلك المواد التكامل والفيزياء والكيمياء والتكامل والإحصاء.
مواد التخصص الرئيسية
- الذكاء الاصطناعي
- علم الحراريات والموائع
- الديناميكا والاهتزازات
- أنظمة الروبوتس
- دوائر كهربائية
- المنطق الرقمي
- تطبيقات حاسوبية
- الإلكترونيات
- ميكانيكا الآلات
- استاتيكا ومقاومة المواد
- مواد هندسية وتكنولوجيا التصنيع
- انظمة هيدرولوكية
- الأتمتة والتحكم بالعمليات
- المعالجات والمتحكمات الدقيقة
- قياسات ومعالجة الاشارة
- انظمة التحكم
- الطرق العددية
من الجدير بالذكر قد تختلف المواد الدراسية المحددة بهذا التخصص ومستوى صعوبتها من جامعة لأخرى.
مجالات عمل هندسة الميكاترونكس
يمكن للمتخصصين بهندسة الميكاترونكس العمل في العديد من المجالات المختلفة وتتمثل تلك المجالات في التالي:
- هندسة الصيانة والتصميم
من خلال العمل في الشركات والمكاتب الخاصة بتعاقدات الصيانة والتصميم الهندسي أو العمل بهذا المجال داخل المصانع والمنشآت المختلفة.
- المختبرات البحثية والعلمية
العمل بداخل المختبرات البحثية والعلمية المستقلة أو التابعة للمؤسسات البحثية والجامعات وغيرها من الأماكن ذات الصلة.
- شركة أنظمة السيارات
العمل بداخل المصانع والشركات المختصة بتصنيع الأنظمة الكهربائية والإلكترونية للسيارات الحديثة.
- التعليم
من خلال العمل في مجال التدريس لمواد الرياضيات والفيزياء بداخل الكثير من المراكز والمدارس كذلك يمكن تدريس بعض المواد الأخرى مثل الروبوتكس في المعاهد والمدارس التي تطرح دراسة هذا المجال.
- التسويق والمبيعات
العمل في مجال التسويق والمبيعات والمشتريات في الوكالات وشركات المنتجات الإلكترونية والأنظمة الذكية والكهربائية.
- المصانع
الحصول على وظائف بداخل المنشآت الصناعية الخاصة بمجال التصميم وصناعة المحركات بجميع أنواعها بالإضافة إلى تصنيع تجهيزات خطوط الإنتاج.
- شركات الاستشارات الهندسية
يمكن العمل بداخل الشركات الاستشارات الهندسية ذات الصلة بمجال هندسة الميكاترونكس
مثل تصميم الأتمتة.
- شركة المقاولات
العمل بداخل شركات المقاولات التي تختص بمجال تركيب أنظمة التكييف والمصاعد والمنازل الذكية.
- مصانع وشركات اللوحات الكهربائية
العمل بداخل المصانع والشركات التي تختص بصناعة وتجارة اللوحات الكهربائية.
أنظر أيضا:
فوائد دراسة هندسة الميكاترونكس
تعمل دراسة هندسة الميكاترونكس بتعليم الطلاب العديد من المهارات الهامة كما توفر لهم الكثير من المعلومات للقدرة على التعامل بشكل جيد في هذا المجال بعض التخصص وتتضمن تلك المهارات الآتي:
- الربط بين هندسة الميكانيكا والصناعة بهدف القدرة على حل المشاكل التي تتعلق بمجال الصناعة.
- القدرة على استنباط الحلول المثالية التي توافي احتياجات الصناعة الحالية والمستقبلية.
- التعرف على جميع أساليب التصميم المتكامل في هندسة الحاسوب وهندسة الميكانيكا والهندسة الكهربائية بالإضافة إلى أنظمة التحكم.
- القدرة على تصميم المنتجات المختلفة والتعرف على كيفية التعامل مع وسائل الإنتاج المتكاملة.
- تعلم كيفية الاندماج الإيجابي مع فريق العمل بالتخصصات المختلفة بهدف حل المشاكل المختلفة.
- اكتساب القدرة على التعلم بشكل مستمر بالإضافة إلى التطوير من الذات والتعلم الذاتي.
- يتواجد نقابة خاصة بخريجين هذا الفرع من الهندسة.
- يرتبط هذا التخصص ارتباطًا وثيقًا بتخصصات العلوم المستقبلية مثل صناعة الروبوتات وعلم الأتمتة.
- يعد من المجالات الواسعة والشاملة.
سلبيات تخصص هندسة الميكاترونكس
بالرغم من إيجابيات هذا التخصص المميزة والمختلفة إلا أنه يحتوي على بعض السلبيات والعيوب وتتمثل تلك العيوب في الآتي:
- شدة التنافس على الوظائف الخاصة بهذا المجال بسبب قلتها في سوق العمل.
- حاجة المتخصصين في هندسة الميكاترونكس إلى الخبرة والمعرفة الواسعة والجيدة بهدف الوصول إلى مراحل متطورة في هذا المجال.
- حاجة التخصص إلى العديد من الأيدي العاملة القوية مما يتطلب أن يكون مهندس الميكاترونكس يتمتع بصحة جسدية جيدة.
- ضرورة التركيز على العاملين والمتخصصين في هذا المجال من الأهداف الرئيسية التي يسعى لها التخصص بهدف تطوير الأنظمة والتحسين من عملها وجعلها أكثر مرونة بتكاليف أقل ويعد هذا الأمر في الحقيقة تحديًا كبيرًا.
نسبة الطلب على تخصص هندسة الميكاترونكس
نعني بنسبة الطلب على تخصص هندسة الميكاترونكس هو سوف العمل الذي يحتاجه لذلك من الجدير بالذكر أن الحاصلين على هذا التخصص لا يواجهون صعوبة في العثور على عمل ذو صلة بدراستهم.
بالرغم من أن تخصص الميكاترونكس غير مطلوب في الوقت الحالي بسوق العمل العربية التي تتضمن الشرق الأوسط ودول الخليج وشرق أفريقيا إلا أنه مطلوب بشكل كبير بسوق العمل الأوروبية.
لذلك إذا كنت ترغب في دراسة هذا المجال ليس عليك بالقلق لأنه من المؤكد سوف تصبح هندسة الميكاترونكس من التخصصات المطلوبة في المستقبل القريب نظرًا لمتغيرات سوق العمل واحتياجاته المستمرة.
وأن جميع أسس الميكاترونكس من تصميم وبناء أنظمة ومعالجات دقيق هي المفتاح الأساسي للتخصصات المستقبلية المطلوبة.
البكالوريوس بهندسة الميكاترونكس
يتركز هذا التخصص الهامة على إيجاد العديد من الطرق والحلول الجديدة بهدف جعل الأنظمة أكثر ذكاءً، كما أن برامج البكالوريوس بهندسة الميكاترونكس تعمل على منح الطلاب رؤية كبيرة وواسعة حول كيفية البناء.
بالإضافة إلى تعلم كيفية توصيل المكونات والعناصر المتعددة مثل المعالجات الدقيقة وأنظمة التحكم بالإضافة إلى التعرف على تطور عالم التكنولوجيا المستقبلية.
كما يخضع الطلاب في هذا المجال بالفصول الأخيرة من دراستهم إلى العديد من التدريبات بالمختبرات المتخصصة بما يتضمن ذلك مجمع مختبر المقاييس الكبير بالإضافة إلى مختبر هندسة الميكاترونكس وغيرهم.
كذلك ينضم الطلاب إلى العديد من المختبرات المتخصصة وورش العمل لتدريس البحوث والهندسة مثل ورش العمل الميكانيكية ومختبرات الكمبيوتر والطباعة ثلاثية الأبعاد بجانب برنامج التصميم الهندسي.
وبالتالي يستطيع الطلاب الحصول على الكثير من الخبرات والمعرفة الواسعة ببناء الأنظمة بالإضافة إلى بناء وإصلاح وبرمجة أدوات التحكم والأجهزة الذكية المختلفة.
المهارات العلمية والصفات الشخصية لطالب هندسة الميكاترونكس
هناك العديد من الصفات الشخصية الهامة التي يجب توافرها في الأشخاص التي ترغب في دراسة هندسة الميكاترونكس بجانب مجموعة من المهارات العملية المكتسبة للوصول إلى مرحلة جيدة بهذا التخصص وتتمثل تلك الصفات والمهارات على النحو التالي:
أولا المهارات العلمية
- القدرة على العمل بداخل المكاتب المختلفة بالإضافة إلى التعاون الإيجابي ضمن فريق عمل واحد.
- القدرة على التعامل مع الأجهزة الإلكترونية الدقيقة.
- التمتع بمهارات العمل الميداني.
- امتلاك شخصية قيادية.
- التمتع بالقدرة على التواصل والاتصال.
- القدرة على إنشاء التصاميم المختلفة.
- امتلاك مهارات إدارة الوقت.
- المعرفة الواسعة بعلوم الحاسوب والأمور التقنية.
ثانيًا: الصفات الشخصية
- امتلاك القدرة على التحليل.
- التمتع بالتفكير الإبداعي والمنطقي.
- القدرة على تشخيص المشاكل وإيجاد الحلول المناسبة لها.
- التمتع بالتوازن المعرفي والقدرة على تجزئة وتبسيط الأمور المعقدة بشكل فعال.
- إمكانية التعلم التقني بشكل متطور.
- الرغبة على التعلم بشكل مستمر.
- الإبداع في البحث العلمي.
مجالات ماجستير هندسة الميكاترونكس
يحتوي ماجستير هندسة ميكاترونكس على العديد من المجالات المختلفة التي تتمثل في الآتي:
- هندسة الحاسوب.
- إدارة المشاريع.
- هندسة الميكانيك.
- الطاقة المتجددة.
- هندسة الميكاترونكس
- الهندسة الطبية.
- هندسة الاتصالات.
- القوى والتحكم.
- هندسة الصيانة وإدارة الجودة.
- التنمية المستدامة.
- الذكاء الصناعي.
- إدارة الهندسة الصناعية.
- التكنولوجيا البيئية.
- إدارة الجودة.
- العديد من التخصصات المتنوعة الأخرى.
تتعدد الشروط وسياسات القبول الخاصة بكل جامعة في كل مجال حيث تتم بناء على ما إصداره من قبل لجان الدراسات العليا المختصة بكل قسم.
أهداف تخصص هندسة الميكاترونكس
يهدف هذا الفروع الهام وفروع الهندسة إلى العديد من الأمور تتمثل تلك الأمور في التالي:
- تطوير القدرة على تصميم الأنظمة والمكونات المختلفة لتلبية الاحتياجات اللازمة ضمن مجموعة من القيود الواقعية.
- تنمية القدرة على البناء والتطوير في أنظمة الميكاترونكس بالإضافة إلى تقديم الحلول الهندسية في السياق البيئي والاجتماعي والاقتصادي.
- تزويد الطلاب بالمهارات والمعرفة اللازمة للنجاح في العمل بهذا المجال.
- التعرف على كيفية استخدام تقنيات الميكاترونكس المتعددة بجانب الأدوات الهندسية والمهارات الهامة لممارسة الهندسة.
- تنمية الروح الأخلاقية لدى الطلاب من تعاون وخدمة الناس بالإضافة إلى تلبية المتطلبات البيئية الصحية.
- تمكين التقدم إلى الدرجات الجامعية بجانب المؤهلات المهنية الأخرى في هندسة الميكاترونكس أو بالمجالات ذات الصلة.
نتائج تعلم الطلاب لهندسة الميكاترونكس
يعمل هذا المؤهل الدراسي على تزويد الخريجين بمجموعة مميزة من المهارات والمعلومات المعرفية بهدف:
- القدرة على تحليل الأنظمة الميكانيكية والإلكترونية وأنظمة التحكم.
- التمكن من دمج الهندسة الإلكترونية والميكانيكية وهندسة الكمبيوتر في تصميم الأنظمة الخاصة بالميكاترونكس.
- القدرة على صياغة وتحديد المشاكل الهندسية المعقدة عن طريق تطبيق مبادئ العلوم والرياضيات والهندسة.
- تكوين القدرة على إجراء التصاميم الكاملة والتفاعل والبناء وتشغيل أنظمة الميكاترونيك بمجموعة من المتطلبات والمواصفات الخاصة.
- القدرة على مشاركة في استخدام وتصميم الأنظمة بالإضافة إلى تشغيل المنتجات بهذا المجال ثل الروبوتات الصناعية وأنظمة الإنتاج المرنة والآلات المختلفة.
- تنمية وتطوير القدرة على التعامل مع برمجة الميكروكنترولر.
- تعليم الطلاب جميع المهارات الاجتماعية الهامة للعمل بشكل فعال ضمن فريق متعدد التخصصات.
تطبيقات الميكاترونكس في الهندسة
يتم استخدام هذا الفرع من فروع الهندسة بالعديد من التطبيقات التي تتضمن الآتي:
- منظومة إدارة المباني Building Management System-SMB.
- نظام التحكم الإشرافي للحصول على البيانات SCADA-(Supervisory Control Data Acquisition.
- (اجهزة التحكم المنطقي) القابل للبرمجة بالمنظومات الصناعية Programmable Logic Controller-PL.
- المحركات التي تتحرك بزوايا معينة Servo-Mechanisms.
- أنظمة التحكم عن بعد.
- الاتمتة وهي عبارة عن جزء من الروبوتات الصناعية.
- هندسة الحواسيب مثل تصميم أقراص الكمبيوتر.
- هندسة السيارات مثل تصميم الأنظمة الفرعية لمكافحة قفل نظام الكبح.
ما هو تاريخ الميكاترونكس؟
يعود مصطلح الميكاترونكس إلى سنة 1960 في اليابان حيث تم استخدامه من قبل أحد مهندسي شركات التحكم الكهربائي بعد ذلك بدأ هذا المصطلح في الانتشار بداخل قارة أوروبا.
وكان حينها يطلق هذا المصطلح على جهاز الكمبيوتر المتحكم بالمحرك الكهربائي وفي فترة السبعينات بدأ ينتشر هذا المصطلح بشكل كبير نظرًا لانتشار التكنولوجيا وأنظمة التحكم المختلفة.
خلال فترة الثمانيات وفي ظل وجود تكنولوجيا المعلومات (Information Technology) وبدء ظهور أجهزة المعالجة الصغيرة (Microprocessors) بالإضافة إلى وحدات التحكم الصغيرة (Microcontroller) واستعمالها في الأعمال الميكانيكية وأصبح وقتها ينتشر هذا المصطلح بشكل كبير.
وخلال فترة التسعينيات ومع بداية ظهور الاتصالات تم تضمن الاتصالات بداخل هذا المصطلح لزيادة التقدم به والتحسين من الأداء حيث ساهمت الاتصالات من الفاعلية اللاسلكية بهدف التحكم في الروبوت.
وما زلنا نشهد حتى وقتنا هذا ما تقدم الميكاترونيكس حتى اليوم ويمكن رؤية هذا بشكل واضح في السيارات المرسيدس سيارات BMW كما يتم استخدام هذا التخصص لخدمة مجال الطيران كذلك ويمكن رؤيته في طيارة إيرباص الجديدة (Air Bus A380).
تيتسورو موري والميكاترونكس
تم إنشاء كلمة الميكاترونكس من قبل العالم تبتسورو موري بعام 1969 وهو مهندس كبير كان يعمل لصالح شركة باسكاو الكهربائية في اليابان.
بذلك الوقت تم تعريف تلك الهندسة بدقة مثل هندسة التحكم والأتمتة أو النظام الكهروميكانيكي، وطبقت من قبل شركة ياسكاوا على أحد العلامات التجارية المسجلة للميماتونيك في عام 1970.
وقد فازت الشركة بالحق في ذلك المصطلح بعام 1973 م وبالرغم من أن المؤسسة قد قامت بتحديد دراسة هندسة ميكاترونيك بهذه المنتج إلا أنها فشلت في الإقلاع بالرغم إمكاناتها المتكاملة.
وقد كانت شركة ياسكاوا والمهندسين بداخل متقدمين في وقتها لذلك لم يقوموا بمتابعة الترويج والدعايات لعلامة التجارية الجديدة بشكل واسع النطاق.
وبذلك نكون قد تحدثنا عن هندسة الميكاترونكس وعرضنا لكم أهم وأبرز المعلومات حول هذا التخصص وكيفية نشأته منذ البداية بالإضافة إلى مميزات وعيوب دراسة هذا الفرع المميز من فروع الهندسة والوظائف التي يمكن الالتحاق بها من خلالها ونرجو في نهاية هذا المقال أن يكون نال إعجابكم.