Будущее наступило. Автоматизацией производства займутся отечественные специалисты

Автоматизацией производства займутся отечественные специалисты

Четвертая промышленная революция нуждается в молодых и креативных специалистах, способных благодаря Интернету, беспроводным технологиям, искусственному интеллекту и другим инновациям выйти на новый уровень.

Сегодня можно со всей уверенностью заявить, что будущее наступило, хоть многие этого не замечают. Высокие технологии — это не навязанная поп-культурой картина киберпанка, а ежедневный труд одаренных специалистов, которые работают для того, чтобы сделать нашу жизнь легче.

Выходцы из Жамбылской области прославляют малую родину и страну на музыкальной сцене, спортивной арене, политическом поприще. Но сегодня все идет к тому, что скоро регион будет ассоциироваться именно с высокими технологиями, программированием и робототехникой. На первый план выходят молодые специалисты, готовые одновременно развиваться и как профессионалы, и как педагоги и наставники.

 

Хобби, ставшее профессией

Одаренный программист Ратмир Хаиров, четверокурсник Жамбылского высшего политехнического колледжа, отмечает, что еще в недавнем прошлом не планировал заниматься автоматизацией производства и мехатроникой, но увлекательное хобби превратилось в дело жизни.

— В 2019 году я поступил в колледж на специальность «контрольно-измерительные приборы и автоматизация промышленности». Первые два года учеба шла своим чередом, но летом перед третьим курсом произошло судьбоносное событие — было закуплено специальное оборудование для занятий робототехникой и мехатроникой, и к нам пришли два новых преподавателя. Первый рассказывал об основах пневматики и электропневматики, а другой обучал нас программированию. Было очень интересно, и я действительно загорелся этим, потому что увлекался программированием еще в школе, занимался также робототехникой и работой с микроэлектроникой, — рассказал Ратмир.

Он учился программировать микроконтроллеры и микропроцессоры на языке Arduino. Большинство школьников начинают свой путь именно с него, ведь это очень практичный язык программирования, основанный на C и С++, позволяющий преодолеть порог вхождения в увлекательный мир программирования.

— Наверное, в нашем деле самое важное — это увлечь, найти правильный подход, суметь объяснить азы, чтобы человек, поняв их, захотел самостоятельно искать новые знания и развиваться, — добавил Ратмир.

 

WorldSkills Kazakhstan

Сегодня Ратмир Хаиров готовится к защите дипломного проекта. И пока перспективного молодого специалиста не успели забрать конкуренты, руководство колледжа предложило ему работу, и он согласился.

— В колледже я буду работать мастером и руководить лабораторией. В моем распоряжении будет аудитория мехатроники со всем оборудованием. Помимо основных занятий, я также буду готовить учащихся колледжа к участию в ежегодных конкурсах WorldSkills Kazakhstan, чем уже занимаюсь сейчас, — говорит Ратмир.

WorldSkills — это международное некоммерческое движение, целью которого является повышение престижа рабочих профессий и развитие навыков мастерства. Это не привычный многим проектный конкурс, в ходе которого ребята представляют свои работы, а настоящий спорт, в котором одаренные умы соревнуются в имеющихся навыках, таланте и быстроте мышления. Молодежь желает попасть на него, ведь это отличная платформа для большого рывка в профессиональной деятельности. Именно на республиканских конкурсах будущие работодатели ищут перспективных специалистов. Справедливость результатов обеспечивается благодаря продуманному формату: в каждой номинации участники выходят на старт в равных условиях и получают одинаковые задания, а судьба трофея определяется тем, насколько быстро конкурсанты выполнят поставленную задачу. Параллельно друг с другом соревнуются парикмахеры, медики, художники, маркетологи и представители других популярных профессий. С недавних пор на WorldSkills Kazakhstan появилось и такое направление, как мехатроника.

— Мне очень нравится концепция подобного соревнования. В 2021 году я участвовал в командном зачете с напарником. Чтобы команда работала, нужны сборщик и программист. Наш выход на арену стал дебютным выступлением жамбылцев в соревнованиях по мехатронике, и нам удалось завоевать третье место. К сожалению, на конкурсе действует правило, согласно которому призеры больше не могут повторно в нем участвовать самостоятельно, только в роли наставников и тренеров. Мы можем обсуждать задания и заниматься экспертной деятельностью, судить или помогать организаторам, — рассказал Ратмир.

Свою тягу и любовь к соревнованиям и мехатронике Р. Хаиров продолжил реализовывать уже через подопечных. На следующий конкурс команду готовил именно он.

— На этот раз мы заняли четвертое место. В текущем году вновь готовимся дать бой. Но на сей раз на подготовку было меньше времени. Если раньше конкурс традиционно проводился в конце ноября — начале декабря, то в 2023 году соревнования состоятся летом. Но стоит отметить, что как участник я не могу принимать участие только на областном и республиканском уровнях, а вот выступить на чемпионате Азии или мира мне никто не запрещает. Более того, мне бы очень этого хотелось, и я упорно работаю и двигаюсь к исполнению мечты, — добавил Ратмир Хаиров.

 

Дорога в будущее

Мехатроника — это наука, объединяющая механику, электронику и компьютерные компоненты. Как явление она возникла в Японии в конце 1960-х годов. Мехатроника находится на пересечении различных дисциплин, таких, как механика, электроника, компьютерная наука, оптика и других. Это область, в которой современные технологии и механизмы объединяются с целью создания устройств, обладающих высокой степенью автоматизации и интеллектуализации.

Мехатроника играет важную роль в промышленности, автомобильной и аэрокосмической отраслях, медицине, робототехнике и многих других областях. Она помогает решать сложные технические задачи и создавать новые возможности для развития технологий.

— Первые промышленные революции олицетворяли собой переход от ручного труда к машинному, а затем от механических устройств к использованию электричества. В настоящее время мы находимся на пороге четвертой промышленной революции, которая характеризуется использованием Интернета, беспроводных технологий, искусственного интеллекта. Мехатроника играет ключевую роль в этом процессе, обеспечивая интеграцию различных технологий в единый комплексный механизм, — поясняет Ратмир Хаиров.

Мехатронные системы состоят из четырех основных компонентов. Первым является механическая система, которая выполняет физическую работу. Она может быть создана из различных материалов, включая металлы, пластмассы и композитные материалы, и может принимать различные формы и размеры. Вторым компонентом мехатронных систем является электроника, которая конт­ролирует работу механической системы и обрабатывает данные с различных датчиков. Она может включать в себя микроконтроллеры, сенсоры, драйверы, актуаторы и другие электронные компоненты. Третьим составляющим компонентом является программное обеспечение, которое управляет электроникой и механической системой. Оно может включать в себя программы для конт­роля движения, распознавания образов, обработки изображений и другие программы для управления и мониторинга мехатронных систем. Наконец, четвертым и самым важным компонентом являются люди, которые разрабатывают, устанавливают, обслуживают и используют мехатронные системы. Работа в области мехатроники требует знаний из различных областей, таких, как механика, электроника, программирование и автоматика, а также умения работать в команде и оперативно принимать решения.

— Целью прикладной мехатроники является замена релейных схем на более практичные промышленные контроллеры. Системы, построенные на контроллерах, проще в освоении и использовании, а также легче в отладке. Но самое главное их преимущество — большая функциональность. К примеру, программист автоматизированных систем управления технологическими процессами может добавить графический интерфейс для удобного управления системой через компьютер или специальную панель со стороны оператора, или вовсе сделать систему полностью автономной. Однако не стоит забывать и о важной роли учебной мехатроники. Она направлена на обучение людей навыкам работы с различными автоматизированными системами. Эти навыки могут быть различными: от программирования до электрической, электропневматической или гидравлической сборки, наладки систем управления, модернизации производства. Учебная мехатроника призвана помочь людям развивать навыки работы с современными технологиями и подготовить их к применению этих навыков в реальной производственной среде, — объяснил Р. Хаиров.

 

Последний рывок

Для дипломной работы Ратмир выбрал близкую для него тему.

— В своей работе я рассказываю о MPS PA Compact Workstation. Это компактная многоцелевая станция, предназначенная для обучения, исследований и разработок в области автоматизированных систем управления и мехатроники. Она оснащена всем необходимым оборудованием и позволяет создавать и испытывать различные мехатронные системы, робототехнические устройства и другие автоматизированные устройства, — рассказывает он.

Станция состоит из универсальной платформы с многочисленными слотами для установки различных модулей, таких, как сенсоры, актуаторы, контроллеры, микроконтроллеры, компьютеры и прочее. Все модули легко устанавливаются и подключаются между собой благодаря специальным разъемам.

— Для управления станцией используется специальное программное обеспечение, которое позволяет создавать и редактировать блок-схемы управления, отслеживать и анализировать данные с сенсоров и многого другого. Это позволяет создавать и отлаживать сложные автоматизированные системы управления и мехатронные устройства с высокой точностью и надежностью. Я неспроста выбрал ее, ведь эта станция является мощным и универсальным инструментом для исследований и разработок в области мехатроники и автоматизации, — продолжает Ратмир.

Он отмечает, что выбрал компактную станцию ввиду ее ориентированности на практическое обу­чение самых разных навыков у учащихся.

— В ходе работы с ней молодые специалисты в первую очередь учатся механической сборке станции, читают и проектируют чертежи и специальную документацию. Кроме того, необходимо провести соединение пневматических компонентов и трубопровода. Затем правильно подключить электрические компоненты и приступить к знакомству с датчиками. Их важно использовать правильно, а также уметь измерять при их помощи неэлектрические, технологические и управляющие переменные. Также ученики при работе со станцией занимаются программированием и использованием программируемых логических контроллеров. Немаловажно понять принципы управления обратной связью. Для этого объясняются основы управления замкнутой системой, методики ее анализа и способы оптимизации. Заключительным этапом знакомства со станцией становится ввод в эксплуатацию и поиск ошибок, — отметил юный программист.

 

В долгий путь

Ратмир Хаиров отмечает, что ему сложно говорить о планах на далекое будущее, потому что пока нет конкретных предложений и желания куда-то уходить.

— В перспективе очень хотелось бы поработать на действующем производстве. Все-таки я уверен в своих силах и считаю, что в своем деле достаточно разбираюсь. Но нужно будет подучиться и обновить знания в контексте работы на конкретном производстве. Учебные задания, механизмы и программы —
это отличная практика, но все же хотелось бы когда-нибудь опробовать свои силы в «полевых» условиях, — говорит он.

Ратмир отмечает, что уверен в будущем профессии, более того, с интересом рассуждает о двух важных ее составляющих:

— Говоря о перспективах отрасли, однозначно скажу, что это направление будет активно развиваться еще долгие годы. Автоматизация производства — это то, к чему сегодня стараются прийти все промышленные гиганты на планете. И речь идет не об утопичной полной автоматизации производства, когда роботы целиком вытеснят людей с заводов. В нашем случае мы занимаемся именно упрощением процесса, снижением трудозатрат и людских ресурсов и, что самое главное, — пытаемся обеспечить максимальную безопасность для здоровья и жизни человека на производстве. Мы считаем, что любой опасный или тяжелый труд можно скинуть на плечи автоматизированной системы.

Говоря о потенциале мехатроники как специальности, стоит отметить большие возможности развития отрасли. Все задействованные в сфере люди отмечают, что сегодня Казахстан испытывает катастрофический дефицит кадров, а значит, большинство выпускников смогут найти работу по специальности и продолжить развиваться в выбранном направлении. Здесь нужны действительно одаренные ребята, способные обучаться и развиваться. Потенциальным специалистам необходимо быть любознательными и трудолюбивыми, а также уметь строить логические цепочки работы подобных систем.

Алексей ПОЛЯКОВ