От мехатронизации до мехатроницизма

Мелкими шажками человечество идет к своему НЛО: микродроны, напоминающие НЛО, беспилотные авиационные системы, использование солнечной энергии в летательных аппаратах с большим размахом крыла. Следующий этап макродроны, по форме напоминающие традиционные НЛО, на верхней поверхности, которых будут установлены солнечные преобразователи, и от формы НЛО в виде тарелки, в будущем летательных объектов никуда не уйти. Кроме того эта форма поможет избегать катастроф летательных аппаратов и естественно жертв.

Если посмотреть состав беспилотных авиационных систем, то можно увидеть, что это еще одно достижение мехатронизации и он включает в себя: собственно сам беспилотный летающий аппарат, пункт управления (пульт оператора, приёмопередающая аппаратура, специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры, под управлением операционных систем реального времени), систему связи (это может быть прямая радиосвязь или спутниковая связь). Программное обеспечение пишется обычно на языках высокого уровня, таких как Си, См++, Модуль -2.

Именно мехатронизация лежит в основе всех этих новшеств. В специализированных изданиях часто упоминается термин «Индустрия 4.0». Как считают многие специалисты возможность обмена мехатронных систем между собой данными, возможность изготовителя систем контролировать посредствам Интернета выполнение правил эксплуатации систем потребителем и упреждать нарушения, коренным образом изменит традиционное промышленное производство.

Мехатронизация производства в корне изменит традиционную логику производства, поскольку каждый рабочий объект будет сам определять, какую работу необходимо выполнить для производства.

Мехатронные системы требуют их высокой степени очувствления, то есть создание высокочувствительных многофункциональных датчиков. Датчики различного типа, как, например, датчики давления и температуры, электрооптические и инфракрасные датчики, будут функционировать совместно, создавая общую картину происходящего и определяя то, что происходит в их окружении.

Большое количество датчиков будут регистрировать свое окружение с невероятной точностью, а встроенные процессоры будут сводить воедино различные данные от датчиков для идентификации сложных событий и критических состояний и их интерпретации на основе сложившейся ситуации и самостоятельно принимать решения, независимо от центральной системы управления производством, исходя из полученных результатов.

В мехатронизации мехатронные модули на основе МЭМС-технологии (технологии использующие микро электромеханические системы) нашли самое широкое применение. К типичным измеряемым параметрам мехатронными модулями МЭМС-технологии относятся перемещения, скорости и ускорения (линейные или угловые), действующие силы и моменты. Примерами сенсоров, изготовленных на основе МЭМС – технологий, могут служить акселерометры – датчики ускорений.

МЭМС – технологии позволили создать интеллектуальные сенсоры, где реализовано объединение функций измерения текущих параметров механического движения, их преобразования и обработки по заданным алгоритмам в едином блоке.

Интеллектуализация сенсоров позволяет добиться более высокой точности измерения, программным путем обеспечив фильтрацию шумов, калибровку, линеаризацию характеристик вход/выход, компенсацию гистерезиса, перекрестных связей.

Устройства для трехмерной печати сами по себе являются достижением мехатронизации. Знание общих принципов того, как работает 3D-принтер, позволяет говорить о большом потребительском потенциале этих устройств. Теоретически с помощью такого оборудования можно наладить безотходное производство. На данном этапе его возможности оценивают в основном специалисты, которые используют печать 3D в решении своих профессиональных задач.

Программным языком в принтерах на данном этапе является G-код, построенный на командах управления оборудованием для печати. На этой стадии можно перейти к рассмотрению программ-слайсеров, которые обеспечивают перевод 3D-модели для печати на 3D-принтере в понятный контроллерам код. Основными задачами программ – слайсеров является установка параметров, в соответствии с которыми будет осуществляться печать. Выбор конкретной программы определяется типом принтера.

Наличие способности мехатронных систем взаимодействовать со своим окружением, планировать и адаптировать свое собственное поведение согласно окружающим условиям, учиться новым моделям и линиям поведения, и на основе активной семантической памяти, соответственно, быть самооптимизирующимися позволит мехатронизации связывать виртуальное пространство Интернета с реальным миром. Эти способности обеспечат эффективный выпуск даже минимальных партий при быстром внесении изменений в продукцию и большом количестве вариантов, будут способствовать будущему созданию экологически безопасного производства.