ČESKOMORAVSKÁ SPOLEČNOST
PRO AUTOMATIZACI z.s.

O mechatronice

            V našich podmínkách je mechatronika pojmem relativně novým, přijímaným někdy s porozuměním až nadšením, někdy s neskrývanými rozpaky. Nicméně je zřejmé, že se i u nás vžil a je na nás, kteří s ním přicházíme do styku, abychom jej správně uchopili a využívali ve prospěch svého snažení.

            V souladu se zahraničním pojetím chápeme mechatroniku mezioborově jako integraci strojního inženýrství, elektrotechniky, elektroniky a informační technologie. Tato integrace však ani v českém průmyslu není novinkou posledních, řekněme deseti – patnácti let, kdy jsme se s pojmem mechatronika  blíže seznámili.

            Spolu s vývojem prvních řídicích počítačů a posléze mikroprocesorů začaly vznikat už v 70-tých  a 80-tých letech v našich podnicích jednotlivé výrobní stroje, automaty i celé automatické linky, které  v hojné míře využívaly k ovládání mechanismů i k řízení technologického procesu tehdy dostupné prostředky výpočetní techniky. Tyto přirozené tendence byly spojovány s pojmy mechanizace, automatizace a racionalizace. Nové informační technologie umožnily snížit na minimum frekvenci zásahů obsluhy do ovládání technologických strojů a přinesly podstatně dokonalejší kontrolu technologického procesu /1/. Dá se říci, že už i tyto automatické výrobní linky nesly všechny znaky mechatronických systémů v současném chápání tohoto pojmu.

            Propojení pojmů automatizace a mechatroniky je, alespoň v oblasti výrobních zařízení,  zcela nesporné. Pokud bychom mechatronice nepřisoudili ještě další funkce a aspekty, mohlo by se zdát zavádění tohoto pojmu nadbytečné. Aby tomu tak nebylo, musí být splněny další podmínky, např.:

  1. Integrace strojního inženýrství, elektrotechniky, elektroniky a informační technologie musí znamenat novou kvalitu. Synergický efekt spojení musí přinést víc než vydá pouhý součet všech částí.
  2. Klasický přístup k řešení automatizačních úloh má všechny znaky sekvenčního (postupného) inženýrství, kdy jednotlivé složky části systému jsou řešeny do jisté míry samostatně. Mechatronický přístup je založen výhradně na systémovém pojetí, kdy při projektování úzce spolupracují nejen strojaři, elektrotechnici, elektronici a informatici, ale i ekonomové a další specialisté. Jen tak lze dosáhnout očekávané přidané nové kvality.

Systémový přístup však vyžadovala i dříve projekce složitých automatizačních celků (viz např. /2/). V případě automatických výrobních linek bylo třeba optimalizovat i konstrukci výrobku a technologii jeho výroby.

  1. Významným znakem mechatronických systémů je i vysoký stupeň jejich inteligence spočívající v programovatelnosti, adaptabilitě, optimálním řízení, diagnostice, samoopravitelnosti apod. Vysoká spolehlivost mechatronických výrobků bývá samozřejmostí.
  2. Využití informační technologie v jemné mechanice, v mikrotechnice (objevil se pojem mikromechatronik) pro účely medicíny, optiky, zpracování dat ad. Použití inteligentních materiálů (smart materiály).

Přijetím alespoň těchto nových aspektů automatizačních postupů je zavedení pojmů mechatronika, mechatronický výrobek, mechatronický systém, mechatronický přístup nesporně přínosné.

Od počátku pronikání pojmu mechatronika do naší odborné veřejnosti byly reakce  na jeho přijetí příznivé. Jak na vysokých školách, tak ve středním odborném školství vznikly snahy o výchovu odborníků s tímto zaměřením.

Ve středním školství jsou od 1. 9. 2000 v platnosti učební dokumenty studijního oboru 39-41-M/003 Mechatronika. Dokument definuje profil absolventa, jehož odborné vědomosti, dovednosti a postoje by mu měly po zapracování umožnit pracovat mimo jiné i jako montážní specialista, inspekční a servisní technik, zkušební technik, diagnostik a operátor automatizovaných systémů. Profil absolventa vystihuje potřeby praxe. Problém studijního oboru Mechatronika spočívá, na rozdíl od VŠ, ve skutečnosti, že není zařazen mezi elektrotechnické obory, přestože tři z mechatronických komponentů mají elektrotechnický (elektronický) charakter. Další překážkou plného uplatnění absolventa je nemožnost získání oprávnění k provádění prací na vyhrazených elektrotechnických zařízeních podle vyhlášky 50/78 Sb. bez další specializované dlouhodobé přípravy. Absolvent není tedy schopen provádět všechny např. servisní práce na mechatronických systémech.

Vysokoškolské inženýrské studium oboru mechatronika je dnes už možné na několika technických univerzitách. Z podstaty pojmu mechatronika vyplývá jeho interdisciplinární charakter. Vysokoškolští odborníci se zaměřením na mechatroniku by zřejmě měli být vychováváni pro funkce vedoucích projekčních a konstrukčních týmů pro vývoj mechatronických systémů a pro funkce spojené s jejich marketingem, prodejem a využitím. Role specialistů strojírenských, elektrotechnických, elektronických a informačních oborů zůstává v plné míře zachována. Dochází pouze k doplnění o specialistu, který musí být schopen chápat podstatu všech oborů a prokazovat kombinační a systémové schopnosti pro vedení projekčních a vývojových týmů. Není ovšem vyloučené, aby stejné znalosti a schopnosti získal dalším studiem a praxí specialista z jiného oboru, např. elektronik.

      Pro rozvoj nového oboru a především pro výuku mladých odborníků jsou rozhodující publikace, učební texty, učebnice a učební pomůcky vůbec. V zahraničí nalézáme řadu publikací i metodických pomůcek pro výuku mechatroniky. Pomůcek v našich podmínkách je podstatně méně. V poslední době byl pro středoškolskou  výuku připraven zdařilý překlad německé učebnice /4/.  Vysokoškolská výuka se může opřít např. o skriptum /5/. Další metodické materiály jsou využívány více méně lokálně.

Situaci s učebními pomůckami pro středoškolskou výuku už řadu let sleduje Českomoravská společnost pro automatizaci (ČMSA). Na půdě společnosti také vznikla ve druhé polovině 90–tých let iniciativa směřující k přípravě nové středoškolské učebnice pro výuku automatizace a automatizační techniky. Práce zhruba dvou desítek odborníků byla dovršena v r. 2000 vydáním obsáhlé 4-dílné učebnice /6/. O potřebě tohoto díla pro střední odborné školy svědčí opakovaná vydání učebnice.

      Stejná motivace vedla společnost k ustavení pracovního týmu pro přípravu publikace na podporu středoškolské výuky oboru Mechatronika. Počáteční  analytické práce byly zaměřeny na zhodnocení náplně učebního plánu oboru i vlastního předmětu mechatronika. Odborné diskuse i závěry semináře  uspořádaného k této problematice, vedly ke stanovení koncepčních zásad pro tvorbu učební pomůcky. Učebnice zahrnuje:

  1. zdůvodnění vzniku oboru, jeho charakteristiku a definici základních pojmů,
  2. demonstraci mechatronických výrobků a systémů,
  3. základní stavební prvky mechatronických systémů,
  4. prvky pro ovládání, řízení a inteligenci mechatronických systémů,
  5. zásady projektování (organizace projekčních a konstrukčních prací a simulaci),
  6. základní pojmy spolehlivosti a vlastní diagnostiky.

Publikace s touto náplní /7/ vyšla v listopadu 2006. Kolektiv autorů je přesvědčen o užitečnosti této pomůcky, svůj počin však chápe jako úvodní vstup do nové problematiky a vděčně přijme konstruktivní připomínky pro její zdokonalení.

                                                                                               Doc. Ing. Ladislav Maixner, CSc.

  

Literatura:

/1/  Maixner L.: Komplexní automatizace v elektronické výrobě, Praha, SNTL, 1988
/2/  Maixner L.: Navrhování automatických výrobních systémů, Praha, SNTL, 1980
/3/  Učební dokumenty studijního oboru 39-41-M/003 Mechatronika, MŠMT Praha, 2000
/4/  Schmid D. a kol.: Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku, Praha, Europa
      Sobotáles cz., 2005 (překlad z němčiny J. Handlíř)
/5/  Valášek M. a kol.: Mechatronika, Vydavatelství ČVUT Praha, 1996
/6/  Maixner L. a kol.: Automatizace a automatizační technika 1. až 4. svazek, Praha,
      Computer Press, 2000
/7/  Maixner L. a kol.: Mechatronika, Brno, Computer Press, 2006

Staticky obsah

ČESKOMORAVSKÁ SPOLEČNOST PRO AUTOMATIZACI

Novotného lávka 200/5 110 00 Praha 1
ČMSA / Copyright © 2006 ČMSA, kontakt: Jana.Behalova@fs.cvut.cz
Aktualizováno 26. 6. 2017
Ctíme standardy XHTML 1.0 a CSS.