- Ce este Ingineria Sistemelor?
- A(R)IA – Automatică, Robotică și Informatică Aplicată
- Scurt istoric al domeniului
- De la teorie la practică în A(R)IA
- Ce voi învăța ca student la A(R)IA?
- Curricullum Vitae: Sunt absolvent A(R)IA.
- Ce spun studenții și absolvenții noștri?
Ce este Ingineria Sistemelor?
Ingineria sistemelor (engl. systems engineering) este un domeniu interdisciplinar, care vizează proiectarea și gestionarea sistemelor inginerești complexe pe toată durata lor de funcționare.
Aria de acoperire a Ingineriei sistemelor este extrem de largă, de la domenii tehnice: ingineria controlului automat, inginerie software, inginerie industrială, până la studiul organizării sistemelor sau managementul proiectelor. Ingineria Sistemelor se asigură că toate aspectele unui proiect sau ale unui sistem sunt luate în considerare, în ansamblul lor.
Automatica și Informatica Aplicată este principala specializare din cadrul domeniului Ingineria Sistemelor, care se regăsește în oferta tuturor facultăților de Automatică și Calculatoare din țară.
A(R)IA – Automatică, Robotică și Informatică Aplicată
Automatica (engl. automation) sau controlul automat (engl. automatic control) reprezintă o ramură a științei și tehnicii care se ocupă cu studiul metodelor privind proiectarea sistemelor de conducere și utilizarea lor pentru ca procesele tehnice, mașinile și echipamentele să poată funcționa fără participarea directă a omului sau cu o intervenție cât mai redusă a acestuia.
Robotica este știința care se ocupă cu tehnologia, proiectarea și fabricarea roboților, precum și cu calculatoarele care îi controlează și care prelucrează datele primite de la senzori. De asemenea, prin studierea Roboticii se însușesc cunoștințe privind programarea și integrarea roboților în aplicații tot mai diverse (industrie, construcții, medicină, agricultură), făcându-se progrese pentru trecerea de la calculatorul personal la „robotul personal”. Robotica necesită cunoștințe de electronică, mecanică și programare și este unul din principalele instrumente prin care automatica este pusă în practică.
Informatica este știința prelucrării informațiilor, care în prezent se realizează cu ajutorul calculatoarelor.
Informatica aplicată este un alt instrument modern prin care informațiile reprezentate sub formă de modele sau cunoștințe despre structura și funcționarea unui proces sunt prelucrate cu ajutorul unor algoritmi software pentru a controla comportarea procesului, astfel încât să se obțină performanțele dorite.
Scurt istoric al domeniului
Termenul automation provine din automatic (engl. self-moving, self-acting), care la rândul lui provine din automat (engl. automaton), un termen folosit în antichitate pentru a desemna un mecanism în mișcare, a cărui comportare se asemăna cu acțiunile unei ființe vii, pentru că lăsa impresia că se mișcă prin propria lui voință.
Termenul automation a început să fie folosit pe scară largă în anii ’40, în perioada în care în industrie erau deja adoptate pe scară largă controlerele sau regulatoarele cu reacție negativă (engl. feedback controllers).
Astfel de controlere au fost folosite încă de sfârșitul secolului 19 – primul fiind regulatorul centrifugal al lui James Watt. Construit pe baza principiului descris inițial de Maxwell (1868), acesta se baza pe realizarea unui echilibru de forțe care avea drept rezultat păstrarea unei viteze constante de rotație a unui motor cu abur.
A urmat apoi o extindere a principiului echilibrului de forțe, pe baza unor observații empirice, atunci când s-a pus problema realizării unui sistem de control automat al direcției unei nave.
- Intuitiv, se acționează asupra cârmei navei, astfel încât eroarea dintre direcția observată și direcția dorită să fie cât mai mică.
- Intervenția asupra direcției navei este cu atât mai mare cu cât eroarea e mai mare. Eroarea provine din influența perturbațiilor (valuri, vânt etc.).
- Pentru perturbații mici, intervenția cârmaciului proporțională cu eroarea era suficientă.
- Pentru perturbații mai mari s-a observat că intervenția trebuie să țină cont și de valorile anterioare ale erorii, precum și de viteza de modificare a erorii, pentru a menține traiectoria dorită a navei.
În timp au fost dezvoltate metode și tehnici de control variate, în funcție de complexitatea și cerințele aplicațiilor.
1. Controlul simplu, On/Off – este folosit pentru comenzi de tipul totul sau nimic al unor procese și instalații cum ar fi sistemele de încălzire, ventilare și aer condiționat (HVAC).
2. Controlul continuu sau discret – este bazat pe măsurarea continuă, respectiv periodică a ieșirii sistemului cu ajutorul unor senzori și calculul unei corecții pentru a menține valoarea măsurată între anumite limite.
3. Controlul secvențial – poate folosi o secvență fixă de comenzi sau o secvență variabilă, în care se realizează anumite acțiuni în funcție de diferite stări ale sistemului, așa cum este sistemul de control al unui lift.
4. Controlul inteligent – combină tehnicile clasice de control cu tehnicile specifice inteligenței artificiale: logica fuzzy, rețele neuronale, algoritmi genetici etc. Corecțiile sunt realizate în funcție de valorile măsurate din proces și de raționamente care aproximează modul de gândire al unui operator uman.
De la teorie la practică în A(R)IA
Dincolo de exemplul de mai sus, simplu și intuitiv, care ne arată că rădăcinile automaticii sunt cum nu se poate mai practice, există și o justificare teoretică; atât comportarea procesului condus, cât și intervenția sistemului de control pot fi descrise sub forma unor modele matematice.
Cunoașterea acestor modele, chiar și una aproximativă, înlesnește sarcina automatistului de a proiecta o nouă lege de reglare automată sau de a configura parametrii unei legi deja cunoscute.
Automatica, Robotica și Informatica Aplicată utilizează însă și tehnici care nu necesită neapărat cunoașterea completă a unui model matematic.
Sunt folosite în prezent sisteme inteligente și tehnici specifice, bazate pe metode ale informaticii, inteligență artificială, sisteme fuzzy și rețele neuronale.
Aceste sisteme fructifică observațiile și experiența acumulată de operatorul uman, urmează raționamentele făcute de acesta în procesul de decizie sau se inspiră din tehnicile de adaptare și învățare automată, specifice unor procese biologice elementare sau funcționării creierului uman.
Controlul automat s-a bazat de-a lungul timpului pe diferite mijloace: de la cele mecanice, hidraulice, pneumatice, electrice, până la actualele dispozitive electronice, calculatoare și roboți care intră în componența sistemelor automate, de obicei în diferite combinații.
Toate mașinile și echipamentele actuale folosesc tehnici combinate de control automat, de la cele mai complexe instalații din fabricile moderne până la cele mai simple bunuri de larg consum cu care ne întâlnim în viața de zi cu zi.
De ce? Evident, datorită beneficiilor pe care le oferă sistemele automate:
- înlocuiesc munca omului
- economisesc energie și materiale
- îmbunătățesc calitatea produselor
- asigură acuratețea informațiilor vehiculate
- cresc viteza și precizia operațiilor efectuate.
Ce voi învăța ca student la A(R)IA
Programul de studii de licență se adresează tuturor celor interesați de Sisteme Automate, Robotică și/sau Informatică Aplicată.
În primii 2 ani veți studia discipline fundamentale pentru domeniu (matematică, inginerie electrică și electronică, informatică), precum și discipline complementare.
În următorii doi ani veți avea doar discipline de specialitate, din principalele direcții de studiu: Automatică și Robotică, respectiv Informatică Aplicată.
Unele discipline sunt impuse, altele sunt opționale. Disciplinele opționale permit aprofundarea unor cunoștințe de Automatică și Robotică, respectiv de Informatică Aplicată.
În final, se susține examenul de diplomă și se obține diploma de inginer de Automatică și Informatică Aplicată.
În urma absolvirii programului de licență Automatică și Informatică Aplicată se obține diploma de inginer și puteti să vă angajați și/sau să vă continuați studiile la unul din programele noastre de masterat.
Față de alte programe de studii, programul Automatică și Informatică Aplicată oferă mai multe avantaje.
În primul rând, studenții noștri învață să transforme în programe eficiente legile de reglare și algoritmii de control automat.
De asemenea, studenții noștri învață să aplice conceptele informaticii într-un context foarte concret, strâns legat de lumea fizică, în care programele realizate interacționează nu doar cu oamenii, ci cu întreg mediul înconjurător, la viteze și flux de date transmise mult mai mari, în timp real.
O astfel de viziune de ansamblu, interdisciplinară, care combină limbaje și tehnici de programare cu o cunoaștere a tehnicilor de control, a structurii și funcționării dispozitivelor și echipamentelor pentru care se realizează programele, nu o puteți obține decât în cadrul programului de studii Automatică și Informatică Aplicată din domeniul Ingineria Sistemelor.
Curriculum Vitae: Absolvent A(R)IA
În prezent, punerea în practică a conceptelor, tehnicilor și metodelor specifice automaticii nu poate fi concepută fără ajutorul dispozitivelor electronice, a calculatoarelor, a roboților și a comunicațiilor dintre toate aceste componente.
Datorită unei combinații unice de cunoștințe și abilități practice, care nu mai este întâlnită la alte programe de studii, Automatica și Informatica Aplicată este o specializare care oferă o largă paletă de ocupații posibile și de oportunități de dezvoltare a carierei profesionale.
Ce viitor pe termen lung are profesia de inginer automatist?
Inginerul automatist integrează module hardware şi software, proiectează arhitecturi care conferă sistemului sens, performanţe şi viabilitate.
Pregătirea interdisciplinară, dobândită pe parcursul studiilor de licență, continuată apoi cu un program de master care să completeze formația de inginer automatist cu abilități de management de proiecte și cu aprofundarea unor cunoștințe în domeniile controlului automat, informaticii aplicate sau sistemelor embedded (sistemelor încorporate) din domeniul automotive, garantează o carieră de succes și îi avantajează pe absolvenții noștri în ocuparea unor poziții de management în companii, în competiția cu absolvenții altor specializări.
Ce spun studenții și absolvenții noștri
„În liceu mi-au plăcut matematica și informatica, dar nu am vrut să fiu programator. Am vrut să fiu inginer. Am vrut să aplic informatica și matematica pe ceva practic, diferit de calculator.
La AC am descoperit profesori care pun împărtășirea cunoștințelor către studenți pe primul loc și am descoperit domenii noi, precum robotica și automatica.
Dacă vă plac inovațiile și provocările, considerați AC-ul ca o facultate de pe lista voastră de opțiuni !”
Ștefan-Daniel Pușcașu
Automatică și Informatică Aplicată, student anul IV AIA
„Încă din liceu am oscilat între Inginerie Aerospațială, Electronică, Electrotehnică și Automatică și Calculatoare.
Dorind să aprofundez un domeniu adiacent informaticii, m-am concentrat pe cea din urmă.Dintre cele două secții am ales Ingineria Sistemelor (Automatică și Informatică Aplicată) pentru că, deși există un trunchi comun de discipline de matematică, electronică și programare, am fost atras de robotică, inteligență artificială și sisteme de control (chiar dacă nu aveam nicio idee atunci despre ce înseamnă teoria sistemelor sau ingineria controlului).
Atât bazele teoretice, experiența obținută în cadrul proiectelor din facultate, precum și susținerea permanentă a profesorilor care m-au îndrumat în diferite etape ale celor patru ani mi-au permis să țintesc pentru o poziție de cercetare într-un institut clasat în topul universităților din lume.
În urma unui interviu mi s-a oferit una dintre cele două burse alocate studenților din afara UK pentru programul de doctorat „Robotics and Autonomous Systems” la Universitatea din Edinburgh. Mai mult, mi s-a propus participarea în cadrul unui proiect în parteneriat cu NASA (National Aeronautics and Space Administration) ce urmărește trimiterea în spațiu a robotului umanoid Valkyrie.
Îmi doresc și sper să realizez o punte de colaborare între Centrul de Robotică din Edinburgh și departamentul AIA, astfel încât acesta să beneficieze de potențialul său real.”
Daniel Gheorghiță
Automatică și Informatică Aplicată – șef de promoție AIA 2015