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domingo, 25 de noviembre de 2012

1.1 Desarrollo Histórico de la Mecatrónica




Definición

La Mecatrónica surge la combinación sinérgica de distintas ramas de la Ingeniería, entre las que destacan: la Mecánica de precisión, la Electrónica, La Informática y los Sistemas de Control. Su principal propósito es el análisis y diseño de productos y de procesos de manufactura automatizados.
El término “Meca trónica” fue introducido por primera vez en 1969 por el Ingeniero Tetsuro Mori, trabajador de la empresa japonesa Yaskawa. En un principio se definió como la integración de la mecánica y la electrónica en una máquina o producto, pero luego se consolidó como una especialidad de la ingeniería e incorporó otros elementos como los sistemas de computación, los desarrollos de la microelectrónica, la inteligencia artificial, la teoría de control y otros relacionados con la informática.
La definición de mecatrónica propuesta por J.A. Rietdijk: “Mecatrónica es la combinación sinérgica de la ingeniería mecánica de precisión, de la electrónica, del control automático y de los sistemas para el diseño de productos y procesos”.


Historia
La mecatrónica tiene como antecedentes inmediatos a la investigación en el área de cibernética realizada en 1936 por Turing, en 1948 por Norbert Wiener y Morthy, las máquinas de control numérico, desarrolladas inicialmente en 1946 por Devol, los manipuladores, ya sean teleoperados, en 1951 por Goertz, o robotizados, en 1954 por Devol, y los autómatas programables, desarrollados por Bedford Associates en 1968.
En 1969, Tetsuro Mori, un ingeniero de la empresa japonesa Yaskawa Electric Co. acuña el término Mecatrónica, recibiendo aquella en 1971, el derecho de marca. En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término. En los años setenta, la Mecatrónica se ocupó principalmente de la tecnología de servomecanismos usada en productos como puertas automáticas, máquinas automáticas de autoservicio y cámaras auto-focus. En este enfoque pronto se aplicaron métodos avanzados de control. En los años ochenta, cuando la tecnología de la información fue introducida, los ingenieros empezaron a incluir microprocesadores en los sistemas mecánicos para mejorar su desempeño. Las máquinas de control numérico y los robots se volvieron más compactos, mientras que las aplicaciones automotrices como los mandos electrónicos del motor y los sistemas anticerrado y frenando se hicieron extensas. Por los años noventa, se agregó la tecnología de comunicaciones, creando productos que podían conectarse en amplias redes. Este avance hizo posibles funciones como la operación remota de manipuladores robóticos. Al mismo tiempo, se están usando novedosos microsensores y microactuadores en nuevos productos. Los sistemas microelectromecánicos como los diminutos acelerómetros de silicio que activan las bolsas de aire de los automóviles.

1.2 Panorama General de la Carrera de Ingeniero en Mecatrónica



La mecatrónica es una disciplina que une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática; la cual sirve para diseñar y desarrollar productos que involucren sistemas de control para el diseño de productos o procesos inteligentes, lo cual busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del ser humano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica principalmente.
Un consenso común es describir a la mecatrónica como una disciplina integradora de las áreas de mecánica, electrónica e informática cuyo objetivo es proporcionar mejores productos, procesos y sistemas. La mecatrónica no es, por tanto, una nueva rama de la ingeniería, sino un concepto recientemente desarrollado que enfatiza la necesidad de integración y de una interacción intensiva entre diferentes áreas de la ingeniería.
La mecatrónica nace para suplir tres necesidades latentes; la primera, encaminada a automatizar la maquinaría y lograr así procesos productivos ágiles y confiables; la segunda crear productos inteligentes, que respondan a las necesidades del mundo moderno; y la tercera, por cierto muy importante, armonizar entre los componentes mecánicos y electrónicos de las máquinas, ya que en muchas ocasiones, era casi imposible lograr que tanto mecánica como electrónica manejaran los mismos términos y procesos para hacer o reparar equipos.

1.3 Perfil y Campo de Desarrollo del Ingeniero en Mecatrónica


Perfil de un ingeniero en Mecatrónica


Un Ingeniero en Mecatrónica es un profesionista con amplio conocimiento práctico y multidisciplinario que integra y desarrolla sistemas automatizados que involucran tecnologías de varios campos de la ingeniería. Comprende el funcionamiento de los componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos y computacionales de los procesos industriales. Selecciona los mejores métodos y tecnologías para diseñar y desarrollar de forma integral un producto o proceso, haciéndolo más compacto, de menor costo, con valor agregado en su funcionalidad, calidad y desempeño.


Un Ingeniero en Mecatrónica será capaz de:

·         Diseñar, construir e implantar productos y sistemas mecatrónicos para satisfacer necesidades emergentes, bajo el compromiso ético de su impacto económico, social, ambiental y político.
·         Generar soluciones de aplicación de la ingeniería mecatrónica basadas en la creatividad, innovación y mejora continua.
·         Aumentar la competitividad de las empresas a través de la automatización de aquellos procesos que coadyuven al incremento de la productividad, el mejoramiento de la calidad, la reducción de costos y la confiabilidad de los mismos.
·         Diseñar, seleccionar e integrar dispositivos y máquinas mecatrónicas, tales como: robots, tornos de control numérico, controladores lógicos programables, computadoras industriales, entre otros, para el mejoramiento de procesos industriales de manufactura así como para la innovación y mejora continua de productos.
·         Ser líder en equipos de trabajo para el desarrollo de proyectos inter y multidisciplinarios, y entender el proceso ético para tomar soluciones que tomen en cuenta el cuidado al medio ambiente y en general que tome en cuenta la responsabilidad de la profesión de ingeniería ante la sociedad.
·         Planear y realizar experimentos para la solución de problemas considerando su impacto en la sociedad.
·         Comunicar los resultados de sus proyectos o investigaciones eficientemente tanto en forma oral como escrita, en español e inglés.

Campo ocupacional



Un Ingeniero en Mecatrónica del Tecnológico de Monterrey podrá desempeñarse en cualquier institución o empresa pública y privada, tanto a nivel nacional como internacional, que provea o utilice sistemas automatizados de producción. Además, podrá trabajar de manera independiente como consultor, o emprender su propio negocio, desarrollando nuevos productos y sistemas mecatrónicos, e integrando tecnologías de vanguardia.

Los principales sectores industriales en donde puede desarrollarse un Ingeniero en Mecatrónica son: Automotriz, Aeroespacial, Domótica, Productos electrodomésticos, Ingeniería biomédica, Manufactura automatizada y robótica, Industria de transformación (cemento, plástico, acero, vidrio, refinerías, petroquímica), Industria de alimentos (embotelladoras, procesadoras, lácteos, empacadoras, destiladoras), Sector agropecuario, Sector farmacéutico, Sector textil, Empresas de base tecnológica, Centros de investigación y desarrollo, Despachos de consultoría empresaria.

1.4 Conceptos de Ciencia e Ingeniería


La ciencia es el conjunto de conocimientos sistemáticamente estructurados, y susceptibles de ser articulados unos con otros. La ciencia surge de la obtención del conocimiento mediante la observación de patrones regulares, de razonamientos y de experimentación en ámbitos específicos, a partir de los cuales se generan preguntas, se construyen hipótesis, se deducen principios y se elaboran leyes generales y sistemas metódicamente organizados.
La ciencia utiliza diferentes métodos y técnicas para la adquisición y organización de conocimientos sobre la estructura de un conjunto de hechos suficientemente objetivos y accesibles a varios observadores, además de basarse en un criterio de verdad y una corrección permanente. La aplicación de esos métodos y conocimientos conduce a la generación de más conocimiento objetivo en forma de predicciones concretas, cuantitativas y comprobables referidas a hechos observables pasados, presentes y futuros. Con frecuencia esas predicciones pueden formularse mediante razonamientos y estructurarse como reglas o leyes generales, que dan cuenta del comportamiento de un sistema y predicen cómo actuará dicho sistema en determinadas circunstancias.
La ingeniería es el conjunto de conocimientos y técnicas científicas aplicadas a la creación, perfeccionamiento e implementación de estructuras (tanto físicas como teóricas) para la resolución de problemas que afectan la actividad cotidiana de la sociedad. Aunque se considera una disciplina muy antigua, actualmente se obtiene en las universidades del mundo en su nivel básico de Diplomado, así como Licenciatura, llegando a especialidades; extendiendose a niveles superiores como Posgrado, Maestrías y Doctorado.
Para ella, el estudio, conocimiento, manejo y dominio de las matemáticas, la física y otras ciencias es aplicado profesionalmente tanto para el desarrollo de tecnologías, como para el manejo eficiente de recursos y fuerzas de la naturaleza en beneficio de la sociedad. La ingeniería es la actividad de transformar el conocimiento en algo práctico.
Otra característica que define a la ingeniería es la aplicación de los conocimientos científicos a la invención o perfeccionamiento de nuevas técnicas. Esta aplicación se caracteriza por usar el ingenio principalmente de una manera más pragmática y ágil que el método científico, puesto que la ingeniería, como actividad, está limitada al tiempo y recursos dados por el entorno en que ella se desenvuelve.