سواء كنت في العمل أو في المنزل، فإن كل قطعة من المعدات أو الأنظمة التي تستخدمها تقريبًا لديها فريق كامل خلفها - وأحد أكثر الأعضاء نفوذاً في هذا الفريق هو مهندس نظام التحكم. هؤلاء المهندسون المهرة هم من بين الموظفين الأكثر طلبًا في صناعة التصنيع، وذلك بفضل قدرتهم على تصميم وتطوير أجزاء مهمة من أنظمة التحكم.
ما هو مهندس أنظمة التحكم؟
يقوم مهندسو أنظمة التحكم (المعروفون أيضًا باسم مهندسي أنظمة التحكم أو مهندسي التحكم) بتصميم وتطوير وتنفيذ جوانب وحلول أنظمة التحكم. يعمل مهندسو أنظمة التحكم على إضفاء الاستقرار على الأنظمة الديناميكية التي تحتاج إلى إعادة التطوير والتحديث لتلبية احتياجات المجتمع. يعد فهم خبايا هذه الأنظمة المتغيرة باستمرار أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للمهندسين حيث يجب عليهم تقديم النتائج المرجوة للمستهلكين.
كيف يعمل مهندس أنظمة التحكم؟
هدف مهندس أنظمة التحكم هو التفكير خارج الصندوق والمساعدة في إنشاء منتج يمكنه تلبية احتياجات المجتمع من خلال نظام التحكم.
إن أغلب ما يقوم به مهندسو التحكم هو النمذجة الرياضية على أجهزة الكمبيوتر، مما يعني أنه يجب أن يكونوا على دراية بالكمبيوتر ولديهم معرفة متخصصة بالرياضيات. إن فهم كيفية عمل الآلات والبرامج يسمح بمزيد من التحكم أثناء مراحل الاختبار والتحديث والتطوير.
بفضل التكنولوجيا الحديثة، يمكن لأجهزة الكمبيوتر تحديد كيفية تحويل متغيرات مهندس نظام التحكم في خط الإنتاج. وباستخدام برنامج النمذجة هذا، سيقوم مهندس النظام بتصميم وتطوير نماذج أولية للمنتج الفعلي.
يجب أن يكون كل منتج نهائي بجودة عالية ويلبي توقعات مرحلة الصياغة. يجب على مهندس نظام التحكم التأكد من أن جميع المتغيرات والمكونات تعمل بشكل صحيح وفعال.
ما هو المجال ذو الصلة بهندسة أنظمة التحكم؟
الخبر السار هو أن المهندسين مطلوبون بشدة، لذا هناك دائمًا الكثير للقيام به في هذا المجال. وفقًا للادعاء، هناك العديد من الوظائف والمجالات ذات الصلة التي قد تتطلب استخدام مهندسي أنظمة التحكم:
- مهندس طيران
- مهندس زراعي وبيولوجي
- مهندس صوت
- مهندس الهندسة الحيوية والكيمياء الحيوية
- مهندس الطب الحيوي
- مهندس سيراميك ومواد
- مهندس كيميائي
- مهندس مدني
- مهندس كمبيوتر
- مهندس كهرباء
- مهندسون بيئيون
- مهندس جيولوجي وجيوفيزيائي
- مهندس صناعي/تصنيع
- مهندس بحري
- مهندس ميكانيكي
- مهندسو التعدين
- مهندس نووي
- مهندس بترول
- مهندس علوم الكمبيوتر
ومع ذلك، وبغض النظر عن الصناعة المحددة، فإن مهندسي أنظمة التحكم هم من المبدعين الذين يعتمدون على العلوم والرياضيات لتطوير حلول للمشاكل الفنية. ويجب عليهم استخدام التطبيقات التجارية والصناعية لتلبية احتياجات المستهلكين. وقد يعني هذا حل مشكلة فنية بسيطة في سيارة لتطوير منتج جديد تمامًا.
ما هو نظام التحكم؟
تم تصميم نظام التحكم لإدارة أو إصدار الأوامر أو توجيه أو تنظيم سلوك الأجهزة الأخرى باستخدام حلقات التحكم. أحد أهم أجزاء عمل المهندس هو التصميم حول وظائف الحلقة المفتوحة والمغلقة.
وفيما يلي بعض الأمثلة الشائعة لأنظمة التحكم اليومية:
- تلفزيون
- ألعاب الفيديو
- السيارات
- أفران
- منظمات الحرارة
- الطائرات
- ثلاجة
الفرق الرئيسي بين الاثنين هو أن الحلقة المغلقة بها تغذية راجعة. تتواصل التغذية الراجعة مع وحدة التحكم في الإدخال لإرسال معلومات مهمة حتى تتمكن من اتخاذ الإجراء المناسب.
على سبيل المثال، لنفترض أنك اشتريت سخانًا يتم التحكم في درجة حرارته لأن غرفة نومك باردة في الليل. قبل الذهاب إلى الفراش، قمت بضبط درجة حرارة السخان على 75 درجة. يبدأ السخان في العمل ونفخ الهواء الدافئ حتى يستشعر أنه وصل إلى 75 درجة. ثم تخبر التغذية الراجعة وحدة التحكم بأنها وصلت إلى درجة الحرارة المطلوبة. بدورها، تقوم وحدة التحكم بإيقاف تشغيل السخان حتى تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 75 درجة مرة أخرى. يساعد نظام الحلقة المغلقة هذا في منع ارتفاع درجة الحرارة والإرهاق.
أنظمة التحكم في التصنيع
في التصنيع، تُستخدم أنظمة التحكم لإدارة العمليات والآلات. وعلى غرار الأتمتة، تساعد هذه الأنظمة على زيادة الإنتاج والكفاءة. ونتيجة لذلك، قد يجد مهندسو أنظمة التحكم أنفسهم يعملون في عدد من المجالات المتخصصة، مثل:
- زراعة
- محطات الطاقة الكيميائية والنووية
- محطات معالجة المياه والصرف الصحي
- مصانع اللب والورق
- الجودة والغلايات ومراقبة البيئة
- الغذاء وتجهيز الأغذية
- تصنيع الادوية
ومع ذلك، فإن الأتمتة تسيطر بسرعة على مئات من هذه الصناعات، وهو ما قد يترك مهندسي أنظمة التحكم يتساءلون عما إذا كانت حياتهم المهنية سوف تنمو مع تكنولوجيا المستقبل.
مهندسو أنظمة التحكم والتقنيات المستقبلية
لا شك أن استخدام الأتمتة آخذ في الازدياد. ومن المتوقع أن تولد الأتمتة الصناعية، التي تعد الأكثر شيوعًا في البيئات الصناعية، 214 مليار دولار أمريكي على مستوى العالم.
هناك سبب وجيه لذلك: فالأتمتة مفيدة وتغير طريقة إنتاج كل شيء. فهي تعمل على تسريع أوقات الإنتاج، وزيادة الإنتاجية، وخفض التكاليف. وليس من غير المألوف أن تفكر الشركات المصنعة الكبرى في التحول إلى الأتمتة لتلبية معدلات العرض والطلب الحالية بشكل أفضل.
لكن هذا يثير تساؤلات أساسية: أين اختفى الموظفون البشريون؟ وهل أصبحت وظائف مهندسي أنظمة التحكم في خطر؟
إن الأتمتة تحل بالفعل محل الموظفين البشريين، ولكن يبدو أن مهندسي الأنظمة هنا ليظلوا. وفي نهاية المطاف، يتلخص الأمر في إمكانية استبدال الإبداع والقدرة على التدريب التي يوفرها العمال ــ وهذا هو السبب وراء استمرار أهمية مهندسي أنظمة التحكم.
من المتوقع أن يشهد مهندسو أنظمة التحكم نموًا بنسبة 3% على مدار العقد المقبل، وهو ما يعادل تقريبًا المتوسط الوطني. ومع ذلك، ستشهد مجالات محددة مثل التصنيع والمرافق نموًا أبطأ ولكن إيجابيًا.
بالإضافة إلى ذلك، ومع انتشار الأتمتة بشكل متزايد، يتولى مهندسو أنظمة التحكم أدوارًا أكثر تقدمًا مع تغير الأوقات. تقدم بعض الشركات الآن عناوين وظيفية جديدة مثل "مهندس أنظمة الأتمتة والتحكم".
إن الدور المشترك لأنظمة الأتمتة والتحكم يعني أن المهندسين يجب أن يكونوا على دراية بالأتمتة ومعرفة كيفية العمل بها. وهذا ليس بالأمر السهل كما قد يتصور البعض، حيث لا تزال الأتمتة جديدة نسبيًا في العديد من مجالات التصنيع.
وهذا يعني أن أن تصبح مهندسًا خبيرًا في أنظمة التحكم والأتمتة يتطلب التميز.
كيف تصبح مهندس أنظمة التحكم؟
مهندس أنظمة التحكم هو مجرد مسار وظيفي محتمل في عالم الهندسة الكبير. في الغالب، تناسب هذه الأدوار بيئات التصنيع والأتمتة، والتي تتطلب معرفة محددة. عادةً ما يتداخل تعليم مهندس أنظمة التحكم مع الهندسة الكهربائية والميكانيكية.
ومع ذلك، فإن الفوائد وفيرة: يبلغ متوسط راتب مهندس أنظمة التحكم 79879 دولارًا، وهناك طلب كبير على الأشخاص الذين يتمتعون بهذه المجموعة من المهارات. لذا، إذا كنت مهتمًا بأن تصبح مهندس أنظمة تحكم، فهناك بضع خطوات يجب عليك اتخاذها للوصول إلى المسار الصحيح.
- احصل على درجة البكالوريوس:احصل على درجة البكالوريوس في الهندسة العامة. سيغطي برنامجك أيضًا الهندسة الكهربائية والميكانيكية والمدنية، بالإضافة إلى دورات علوم الكمبيوتر.
- احصل على درجة الماجستير:في حين أن العديد من الشركات لا تشترط سوى درجة البكالوريوس، فإن الحصول على درجة الماجستير في مجال معين من الهندسة يعد فكرة ذكية إذا كنت ترغب في أن تصبح مهندس أنظمة تحكم. فكلما زاد التعليم الذي تستثمره في نفسك، زاد راتبك وزادت فرصك المهنية.
- احصل على الترخيص:يجب عليك الحصول على ترخيص الهندسة المهنية (PE). هذا مطلوب في كل ولاية ولا يمكنك البدء في العمل بدونه. إليك كيفية التقدم بطلب للحصول على ترخيص الهندسة المهنية.
- احصل على الخبرة الميدانية:سواء قررت الحصول على درجة الدكتوراه في الهندسة، يجب أن تبدأ في البحث عن الخبرة الميدانية أثناء وجودك في المدرسة. تتطلب العديد من الوظائف المهنية مثل مهندسي التحكم سنوات من الخبرة والعمل الميداني، وهناك الكثير من الأدلة التي تثبت ذلك.
بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتمتع مهندس أنظمة التحكم بالمهارات المحددة التالية:
- المعرفة والخبرة في الأتمتة الصناعية
- الخبرة في أنظمة مثل أنظمة التحكم الموزعة (DCS)، ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)، وأنظمة SCADA، وأنظمة الرؤية
- فهم مهارات تطوير البرمجيات مثل C/C++/C# وVB وSQL وJava
- مهارات قوية في الرياضيات، حيث ستستخدم برامج الكمبيوتر القائمة على الرياضيات
- مهارات حل المشكلات حيث لا يوجد مشروعان أو مشكلتان أو منتجان متماثلان
- التواصل الجيد لإنشاء فرق تعاونية وفعالة
- فهم خدمات الشبكة مثل LAN وWAN وWLAN وVPN
سواء كنت قد بدأت بالفعل مسيرتك المهنية في أن تصبح مهندس أنظمة تحكم أو بدأت للتو في البحث، فإن هذا الدليل الصغير يمكن أن يساعدك في تحديد ما إذا كانت الهندسة مناسبة لك.
خاتمة
مهندسو أنظمة التحكم هم أحد أنواع الأشخاص العديدة الذين لديهم دور مهم "خلف الكواليس". بدون الخبرة والإبداع والمعرفة التي يجلبها مهندسو أنظمة التحكم، فإن العديد من الأشياء التي نستخدمها كل يوم لن تكون متقدمة كما هي.
الخبر السار هو أن مهندسي التحكم يمثلون مسارًا وظيفيًا متناميًا ومجزيًا، حتى مع تطور الأتمتة الصناعية. إن العمل كمهندس أنظمة تحكم هو وسيلة رائعة لتصبح خبيرًا في أجهزة الكمبيوتر والتصميم الاستثنائي، مع تحسين مهاراتك في الرياضيات أيضًا. ومع ذلك، فإن هذا المسار ليس سهلاً - لذا تأكد من أن الهندسة مناسبة لك.