Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут»

G7 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка

Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка — це високотехнологічна та міждисциплінарна галузь, що поєднує промислове програмування, системну інженерію, робототехніку, мікропроцесорні системи, SCADA/PLC, штучний інтелект та концепції Індустрії 4.0/5.0.

Ця спеціальність створює міст між фізичним світлом (механізмами, верстатами, роботами, конвеєрами) і цифровим (комп'ютерами, хмарами, алгоритмами оптимізації). Фахівець із цієї спеціальності — це інженер з автоматизації (PLC/SCADA Developer), розробник робототехнічних систем, фахівець із цифрових двійників (Digital Twins), інженер КВПіА та архітектор кіберфізичних систем.

В основу підготовки фахівців із даного напряму покладено такі об’єкти:

- промислові роботи та робототехнічні комплекси: маніпуляційні роботи, автономні мобільні роботи (AMR/AGV), коботи (колаборативні роботи), сервоприводи, сенсорика та системи комп'ютерного зору (Computer Vision);

- програмовані логічні контролери (ПЛК / PLC) та АСУ ТП: мікропроцесорні контролери (Siemens, Schneider Electric, Omron, Beckhoff), модулі вводу/виводу, промислові мережі (PROFINET, Modbus, EtherCAT, OPC UA);

- SCADA, HMI та цифрові платформи: операторські панелі, SCADA-системи (WinCC, Ignition, Wonderware), MES-системи управління виробництвом, впровадження концепцій цифрових двійників (Digital Twins);

- кіберфізичні системи та Індустрія 4.0: IIoT (промисловий Інтернет речей), хмарні та EDGE-обчислення для виробництва, системи автоматичного регулювання (САР), адаптивне та нечітке управління;

- автоматизоване проєктування (CAD/CAM/CAE): EPLAN Electric, SolidWorks, MATLAB/Simulink для моделювання динамічних об'єктів та симуляції кінематики роботів.

Цілі навчання за рівнями вищої освіти:

Перший (бакалаврський) рівень - підготовка фахівців, здатних до комплексного розв’язання задач розроблення нових, модернізації та експлуатації існуючих систем автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій із застосуванням сучасних програмно-технічних засобів.

Основні фокуси підготовки бакалавра:

- вивчення теоретичних основ автоматичного керування (ТОАК), електротехніки, електроприводу, гідро- та пневмоавтоматики;

- програмування ПЛК (мови IEC 61131-3: Ladder Diagram, Structured Text тощо) та створення HMI/SCADA інтерфейсів;

- програмування мікроконтролерів, створення первинних схем КВПіА та проєктування систем автоматизації в EPLAN;

- базове програмування та налаштування промислових роботів (KUKA, ABB, Fanuc).

Другий (магістерський) рівень - підготовка інженерів та керівників, здатних розв’язувати складні задачі створення, вдосконалення, модернізації, експлуатації та супроводження кіберфізичних систем, технологій цифрової трансформації для Industry 4.0, що забезпечують перехід від фізичного світу до цифрового.

Основні фокуси підготовки магістра:

- проєктування складних кіберфізичних та автономних робототехнічних систем з елементами штучного інтелекту;

- створення цифрових двійників (Digital Twins) промислових об'єктів, інтеграція АСУ ТП з ERP/MES-системами підприємства;

- застосування інтелектуальних методів керування (нейромережі, нечітка логіка, генетичні алгоритми) у складних технічних процесах;

- управління проєктами з цифрової трансформації виробництв, проведення реінжинірингу та аудитів автоматизованих систем.

Третій (освітньо-науковий) рівень - підготовка наукових та науково-педагогічних кадрів вищої кваліфікації, здатних здійснювати фундаментальні й прикладні наукові дослідження, розробляти нові теорії керування, алгоритми та інноваційні технології робототехніки.

Основні фокуси підготовки доктора філософії (PhD):

- наукові дослідження в галузі автономного руху роботів, групового управління роботами (Swarm Robotics), адаптивного керування в умовах невизначеності;

- розробка математичних моделей складних кіберфізичних систем, систем комп'ютерного зору та розпізнавання образів для автоматизації;

- публікація результатів у провідних виданнях (Scopus / Web of Science) та участь у роботі міжнародних наукових комісій;

- науково-педагогічна діяльність у ЗВО, керівництво R&D-проєктами в галузі Robotics & Automation.

Ключові компетентності випускника:

- промислове програмування (PLC/SCADA) - розробка алгоритмів керування для ПЛК (Siemens TIA Portal, CoDeSys), розробка SCADA-систем, налаштування PID-регуляторів;

- рРобототехніка та Мехатроніка - налаштування, траєкторне програмування та інтеграція промислових роботів, робота із захоплювальними пристроями, сенсорами та комп'ютерним зором;

- промислові мережі та IIoT - налаштування комунікаційних протоколів (PROFINET, Modbus TCP, OPC UA, MQTT), об'єднання обладнання в єдину мережу Індустрії 4.0;

- проєктування систем (EPLAN/CAD) - розробка принципових електричних та функціональних схем автоматизації, специфікацій, компонування шаф керування;

- системна інтеграція та Cloud - інтеграція даних технологічного рівня (OT) з IT-системами (Cloud/Databases), розробка рішень на базі Edge-контролерів.

Випускники спеціальності G7 мають один із найвищих рівнів затребуваності на ринку праці через глобальну автоматизацію та дефіцит інженерних кадрів:

- промислова автоматизація та інжиніринг: PLC Programmer (програміст ПЛК), SCADA/HMI Developer, Automation Engineer, інженер АСУ ТП, інженер з КВПіА;

- робототехніка та безпілотні системи: Robotics Engineer (інженер-робототехнік), Robotics Systems Integrator, Computer Vision Engineer для виробництва;

- проєктні та системні інтегратори: інженер-проєктувальник систем автоматизації, інженер із пусконалагоджувальних робіт, Solutions Architect для Індустрії 4.0;

- автомобільна, аерокосмічна та харчова промисловість: інженер із підтримки робототехнічних ліній на автоматизованих заводах, спеціаліст із цифрових двійників;

- управління та консультації: Technical Project Manager у сфері системної інтеграції, Lead Automation Engineer;

- наука та освіта (для PhD та магістрів): дослідник у R&D-центрах міжнародних вендорів (Siemens, Festo, ABB, Fanuc), викладач ЗВО.

Підготовка здійснюється:

- кафедра інформаційних технологій проєктування (105);

- кафедрою систем управління літальних апаратів (кафедра 301);

- кафедрою мехатроніки та електротехніки (кафедра 305).

Навчання проводиться за наступними освітніми програмами: 

Освітня програма Освітній ступінь Форма навчання Термін навчання
Інженерія мобільних додатків Бакалавр на основі повної загальної середньої освіти
Денна та заочна 3 роки та 10 місяців
Комп'ютерно-інтегровані системи автоматизації та керування
Безпілотні роботизовані системи Денна
Інженерія мобільних додатків Бакалавр на основі освітньо-кваліфікаційного рівня «Молодший спеціаліст» Денна та заочна 2 роки та 10 місяців 
Комп'ютерно-інтегровані системи автоматизації та керування
Інженерія мобільних додатків Магістр, освітньо-професійна програма Денна та заочна 1 рік та 4 місяця
Комп’ютерно-інтегровані технологічні процеси і виробництва
Автоматизація, приладобудування та комп’ютерно-інтегровані технології Доктор філософії Денна та заочна 4 роки