الميكاترونكس والأتمتة الصناعية مجالان يتداخلان إلى حد ما. ومع ذلك، لديهم أيضا اختلافات. وفيما يلي تعريف كل منها، إلى جانب كيفية الاستفادة منها في التصنيع. مزيد من المعلومات متاحة على ZhenGongChain.
ما هي الميكاترونكس؟
الميكاترونكس هو دمج الهندسة الميكانيكية مع الدوائر الإلكترونية وأنظمة التحكم وهندسة البرمجيات. يشمل بعضها أيضًا الاتصالات السلكية واللاسلكية ضمن نطاق الميكاترونكس.
قام جيم ديفابراساد، الأستاذ في كلية تكنولوجيا الهندسة بجامعة ليك سوبيريور ستيت، بتوسيع تعريف الميكاترونكس بإضافة عنصر التصنيع. ويشير أيضًا إلى أن الميكاترونكس كان يُشار إليها سابقًا باسم "هندسة النظم".
على الرغم من أن الميكاترونكس بدأت بدراسة التفاعلات الميكانيكية والكهربائية، إلا أنها تطورت. تتضمن الميكاترونكس الآن دراسة كيفية تأثير تلك الأحداث الكهروميكانيكية على الأجهزة الأخرى. وتتعلق بعض هذه الأجهزة بالأتمتة الصناعية، مثل الروبوتات.
غالبًا ما يقوم المتخصصون الذين يدرسون الميكاترونكس ببناء أنظمة آلية تستخدم بشكل متزايد في مصانع التصنيع. ومع ذلك، فإن أنظمة الميكاترونيك ليست بالضرورة مخصصة للأتمتة الصناعية. على سبيل المثال، يعتبر منظم الحرارة الرقمي المزود بأجهزة استشعار للتغذية الراجعة والمعالج الدقيق نظامًا ميكاترونيًا. ومع ذلك، قد لا يحتوي منظم الحرارة هذا على مكونات آلية-وبالتالي فإن منظمات الحرارة الرقمية لا ترتبط فقط بالأتمتة الصناعية.
أثناء تصميم النظام أو المنتج، يعطي متخصصو الميكاترونكس الأولوية للتفكير القائم على الأنظمة- وحل المشكلات متعددة التخصصات-. التفكير القائم على الأنظمة- يعني فهم كيفية ارتباط كل جزء بالكل وتأثيره عليه من منظور شمولي. ويشير الجانب متعدد التخصصات إلى أن المتخصصين في الميكاترونكس يمكن أن يتوقعوا التعاون مع أفراد من مجالات متنوعة لتحقيق النتائج المثلى.
فوائد الميكاترونكس للتصنيع
يأخذ التصميم الميكاترونيكي في الاعتبار مواصفات العميل أو المشروع. كما أنه يحدد أيضًا-المشكلات الوظيفية التي يجب معالجتها مبكرًا. علاوة على ذلك، تهدف الميكاترونكس إلى تحسين الأداء الوظيفي والكفاءة العالية-وهما ميزتان تدفعان التقدم في التصنيع والصناعات الأخرى.
يعالج التعاون بين Siemens وFesto Didactic بشكل مباشر النقص في مهارات التصنيع من خلال التدريب على الميكاترونكس. سيتم تدريب الطلاب في محاكاة بيئة المصنع الذكية، وتزويدهم بالقدرات اللازمة لمتابعة أدوار التصنيع المتقدمة عند الحصول على الشهادة من خلال البرنامج.
ما هي الأتمتة الصناعية؟
تركز الأتمتة الصناعية على استخدام التكنولوجيا لإنجاز المهام بأقل تدخل بشري. يتم عادةً اقتراح تسلسل هرمي من أربعة-مستويات عند مناقشة هذا الموضوع.
الطبقة السفلية هي مستوى المجال، وتتكون من أجهزة الاستشعار والمحركات. تقوم أجهزة الاستشعار بجمع البيانات مثل درجة الحرارة والسرعة. وعلى العكس من ذلك، تتلقى المحركات إشارات كهربائية أو هوائية وتحولها إلى حركة.
المستوى الثاني هو مستوى التحكم، والذي يضم وحدات تحكم الأتمتة المختلفة. تعد وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، المستخدمة بشكل متكرر في البيئات الصناعية، أمثلة على عناصر التحكم الموجودة في هذا المستوى. تمكن وحدات التحكم هذه المشغلين من برمجة الآلات لأداء وظائف محددة وتشغيلها بشكل مستقل.
المستوى الثالث هو المستوى الإشرافي. ويتضمن ذلك أجهزة مثل واجهات-الآلات البشرية والأدوات الذكية التي يمكنها تعيين أهداف الإنتاج أو تشغيل-أوامر التشغيل وإيقاف التشغيل.
يقع مستوى المؤسسة في أعلى التسلسل الهرمي. إنه يدير نظام الأتمتة بالكامل ولكنه يركز بشكل أكبر على الجوانب التجارية مثل المبيعات والطلبات بدلاً من العمليات الفنية التي تحدث في الخلفية.
فوائد الأتمتة الصناعية للتصنيع
غالبًا ما تدمج آلات الأتمتة الصناعية المكونات الميكانيكية والكهربائية للعمل معًا. هذا هو المكان الذي يمكن أن يطمس فيه الخط الفاصل بين الميكاترونكس والأتمتة الصناعية. ومع ذلك، كما ذكرنا، تفتقر بعض أنظمة الميكاترونيك إلى مكونات التشغيل الآلي.
تعتبر الأتمتة الصناعية عنصرا أساسيا في الثورة الصناعية الرابعة. ويكمن محور التقدم في دمج أجهزة الكمبيوتر مع المعدات المادية لتحقيق النتائج المرجوة. وبالتالي، فإن الشركات التي تستثمر في الأتمتة الصناعية تسعى عادةً إلى الحصول على فوائد مثل زيادة الإنتاج وتحسين قابلية التوسع.
ومن خلال تقليل التدخل البشري أو القضاء عليه، تقلل الأتمتة الصناعية من المشكلات المتعلقة بالتعب أو خطأ المستخدم. يمكن لبعض الأنظمة الاستجابة للتغييرات والتعديل الذاتي-حسب الحاجة. ويمنع البعض الآخر التوقف عن العمل عن طريق تنبيه المشغلين إلى متطلبات الصيانة.
مع نمو الطلب على مرافق التصنيع، ستصبح الأتمتة الصناعية ذات أهمية متزايدة. علاوة على ذلك، ستستمر في التطور مع تحسن التكنولوجيا أو تكيفها لتناسب احتياجات التصنيع بشكل أفضل.
مفهومين مع تداخل كبير
وكما توضح هذه النظرة العامة، فإن التمييز بين الميكاترونكس والأتمتة الصناعية ليس واضحًا دائمًا-. كثيرًا ما يشارك متخصصو الميكاترونكس في مشاريع تتعلق بالأتمتة الصناعية بينما يتعاملون أيضًا مع مبادرات أخرى. في حين أن الميكاترونكس بمثابة مصطلح شامل يشمل تخصصات متعددة، فإن الأتمتة الصناعية تحافظ على تركيز أكثر تركيزًا. ويسعى إلى تمكين الآلات من أداء المهام التي يتم تنفيذها تقليديًا بالكامل من قبل البشر.
وعلى الرغم من الاختلافات بين هذه المجالات، إلا أن كلاهما يمكن أن يؤثر بشكل إيجابي على التصنيع. مع نمو الصناعة بشكل متزايد واعتمادها على الآلات المتخصصة، ستظل مساهمات الميكاترونكس والأتمتة الصناعية لا غنى عنها في المستقبل المنظور.