Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang tác động mạnh mẽ vào mọi lĩnh vực của đời sống kinh tế - xã hội, làm thay đổi cách thức con người làm việc và kết nối với nhau. Trong lĩnh vực sản xuất, sự xuất hiện các dây chuyền tự động hóa, xe tự lái, robot…trong các nhà máy thông minh đang là xu thế. Các dây chuyền tự động hoá, xe tự lái hay robot nói trên chính là sản phẩm của ngành cơ điện tử. Không phải ngẫu nhiên mà Tạp chí công nghệ của Viện Công nghệ Massachusetts (một tạp chí khoa học công nghệ nổi tiếng thế giới) xếp chuyên ngành Cơ điện tử là một trong 10 công nghệ có thể thay đổi thế giới trong thế kỷ 21.

Vậy chính xác phải hiểu như thế nào về ngành Cơ điện tử? Ngành Cơ điện tử có triển vọng ra sao? Nhu cầu nhân lực và vị trí việc làm, ngành Cơ điện tử học những gì?

1.Ngành Cơ điện tử là gì

Cơ điện tử (Mechatronics) là một chuyên ngành mới được hình thành trong thời gian gần đây. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp sản xuất và cách mạng công nghiệp 4.0 dẫn đến sự thay thế lao động phổ thông bằng các dây chuyền tự động, robot… với sự ra đời của công nghệ micro và nano. Ô tô tự lái, điện thoại thông minh, máy tính siêu mỏng, robot, cơ khí chính xác, dây chuyền sản xuất tự động, các loại máy tự động như cửa tự động, máy rửa bát tự động, máy bán hàng tự động chính là những ví dụ điển hình của ứng dụng Kỹ thuật cơ điện tử.

Ngành Cơ điện tử là ngành học kết hợp của ba ngành: Cơ khí, Điện tử, Công nghệ thông tin nhằm tạo ra những sản phẩm có tính năng vượt trội (có công nghệ thích ứng tinh xảo, có tính thông minh và thiết kế cơ khí cô đọng bền chắc).
Các kỹ sư cơ khí có thể làm ra máy móc nhưng không thể làm máy móc thông minh hơn. Trong khi đó, kỹ sư công nghệ thông tin có thể tạo ra trí thông minh nhân tạo nhưng họ không biết về cơ khí, những kỹ sư điện tử có thể kết nối và điều khiển tín hiệu, nhưng họ không thể kết nối giữa trí thông minh nhân tạo để điều khiển thiết bị cơ khí. Kỹ sư Cơ điện tử sẽ là người có kiến thức, kỹ năng của ba ngành này để tạo ra các máy móc, thiết bị có thể điều khiển tự động hoặc có trí thông minh nhân tạo. Kỹ sư cơ điện tử có thể đưa các cảm biến, vi xử lý vào bất kỳ vị trí nào trong cấu trúc cơ khí của sản phẩm. Khác với các ngành công nghiệp khác, công nghiệp cơ điện tử đòi hỏi tư duy thiết kế và chế tạo liên ngành.

Ngành Cơ điện tử còn có tên Kỹ thuật cơ điện tử, Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử. Một số trường không chia chuyên ngành, một số trường chia thành một số chuyên ngành như: Kỹ thuật robot, Cơ điện tử y sinh, Cơ điện tử nông nghiệp, Cơ điện tử chế tạo số, Cơ điện tử năng lượng. 

So sánh giữa ngành Cơ điện tử và ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hoá

Hai ngành này tương đối giống nhau, đều học về kỹ thuật điêu khiển, tự động hoá Tuy nhiên Cơ điện tử học thiên về cơ khí còn Tự động hóa thiên về điện tử điều khiển.

2. Triển vọng của ngành Cơ điện tử

Công nghiệp cơ khí, điện tử và công nghệ thông tin đều là những ngành công nghiệp then chốt trong cách mạng công nghiệp 4.0, do vậy Cơ điện tử cũng đóng vai trò hết sức quan trọng cho sự phát triển và tăng trưởng bền vững của nền kinh tế Việt Nam.

Để phát triển các ngành Cơ khí chế tạo, Điện, Điện tử, Hàng không - Vũ trụ, Đóng tàu, Chế tạo thiết bị y tế, Chế tạo robot, Chế tạo ô tô, xe máy, nông nghiệp thông minh, Công nghiệp tiêu dùng,  cần sự đóng góp rất lớn của công nghệ Cơ điện tử. 

Việt Nam là quốc gia mới phát triển ngành Công nghiệp Cơ điện tử, nhưng có lợi thế là có dân số gần 100 triệu người, nguồn lao động trẻ, giá nhân công rẻ và có khả năng tiếp cận nhanh trình độ khoa học và công nghệ tiên tiến để phát triển lĩnh vực này. Việt Nam hiện đang có nhiều doanh nghiệp, tập đoàn lớn có thể dẫn dắt ngành Công nghiệp Cơ điện tử phát triển và hội nhập quốc tế như  Công ty cổ phần ô tô Trường Hải, Công ty TNHH Sản xuất và kinh doanh Vinfast - Thành viên của Vingroup.

 Hướng phát triển của Cơ điện tử trong thời gian tới

• Xu hướng chung của các sản phẩm cơ điện tử là kích thước sản phẩm ngày càng nhỏ nhưng lại ngày càng thông minh hơn, được tích hợp nhiều công nghệ hơn.
• Ứng dụng công nghệ micro/nano (vi cơ điện tử) giúp giảm kích thước máy móc, thiết bị xuống kích thước của phân tử các sản phẩm công nghệ tương lai.
• Trí thông minh" cho các sản phẩm cơ điện tử ngày càng được nâng cao

Theo giáo sư - viện sĩ Nguyễn Văn Đạo, Chủ tịch Hội cơ học Việt Nam: “Tại thời điểm này các sản phẩm cần được tập trung phát triển là robot thông minh làm việc trong môi trường nguy hiểm và sản xuất các sản phẩm công nghệ cao, trạm phát điện năng lượng gió và mặt trời, các cảm ứng vi cơ, máy bay siêu nhẹ, các tàu lặn, thiết bị vệ tinh nhỏ...”

3. Vị trí việc làm ngành Cơ điện tử 

Sau khi tốt nghiệp, sinh viên ngành Cơ điện tử sẽ có kiến thức và kỹ năng sau

• Kiến thức: về cơ khí: vật liệu cơ khí, các đặc tính cơ học, cấu trúc và nguyên lý máy để thiết kế cơ khí; về điện và điện tử: điện tử cơ bản, điện tử công suất, vi mạch số…để thiết kế các hệ thống mạch điện tử phối hợp kích hoạt các bộ phận truyền động cơ khí; về công nghệ thông tin và lập trình điều khiển; kiến thức chuyên ngành về hệ thống sản xuất tích hợp máy tính, hệ thống thủy lực - khí nén, hệ thống điều khiển nhúng, hệ thống đo lường và điều khiển thông minh, hệ thống robot và trí tuệ nhân tạo.
• Kỹ năng: Có kỹ năng gia công cơ khí (tiện, phay, hàn), có kỹ năng thiết kế mạch điện tử ứng dụng, in – rửa – hàn mạch điện tử; ứng dụng các thiết bị truyền động: động cơ điện một chiều, động cơ điện xoay chiều, thủy lực, khí nén…; lập trình điều khiển: lập trình điều khiển PLC, lập trình vi điều khiển họ ASM, lập trình gia công CNC, lập trình C; có kỹ năng thiết kế hệ thống cơ điện tử: tay máy robot, robot thông minh, thiết kế dây chuyền sản xuất tự động hóa MPS, PCS, các quy trình sản xuất linh hoạt.

Kỹ sư Cơ điện tử sau khi tốt nghiệp có thể đảm nhận các vị trí việc làm

• Kỹ sư thiết kế kỹ thuật và xây dựng quy trình sản xuất tạo ra các sản phẩm tự động thông minh. Ví dụ: các thiết bị, máy móc của các dây chuyền tự động, các robot thông minh, máy giặt thông minh, xe hơi thông minh.
• Kỹ sư thi công, chế tạo các thiết bị, máy móc cơ điện tử.
• Kỹ sư vận hành: chuyên vận hành hệ thống phần cứng và phần mềm điều khiển máy móc, thiết bị tự động, hệ thống sản xuất tự động.
• Kỹ sư bảo trì, bảo dưỡng, duy tu, sửa chữa các thiết bị, máy móc cơ điện tử.
• Giám đốc kỹ thuật, Trưởng bộ phận kỹ thuật tại các công ty, doanh nghiệp liên quan đến cơ khí, điện tử.
• Cán bộ kinh doanh tham mưu, tư vấn kỹ thuật cho các nhà cung cấp dịch vụ và phát triển sản phẩm lĩnh vực cơ điện tử trong và ngoài nước.
• Cán bộ giảng dạy, nghiên cứu và chuyển giao công nghệ cho các viện nghiên cứu và chuyển giao công nghệ thuộc lĩnh vực công nghệ cơ điện tử.
• Tự lập và làm chủ doanh nghiệp về cơ điện tử.

Nơi làm việc

• Các doanh nghiệp về cơ khí, điện và điện tử: thiết kế, gia công, sản xuất, sửa chữa các thiết bị, máy móc cơ điện tử cho nhiều ngành – nghề khác nhau.
• Các doanh nghiệp có các dây chuyền sản xuất tự động, bán tự động trong các nhà máy như: sản xuất xi măng, nhà máy sữa, sản xuất giấy, phân bón.
• Các doanh nghiệp sản xuất, lắp ráp ô tô, robot hàn tự động, robot lắp ráp linh kiện điện tử.
• Các doanh nghiệp sản xuất, sửa chữa, khai thác máy bay, tàu thuỷ.
• Các doanh nghiệp về điện
• Viện nghiên cứu, trường đại học, bộ phận nghiên cứu và phát triển của các doanh nghiệp.

Ngoài công việc chuyên môn như trên, người kỹ sư cơ điện tử còn có thể thực hiện các công việc của các kỹ sư cơ khí, điện tử, công nghệ thông tin, công nghệ cao... Do đó, các kỹ sư tốt nghiệp ngành Cơ điện tử có rất nhiều cơ hội việc làm tại các doanh nghiệp trong và ngoài nước.

Cơ hội du học, học lên cao cho sinh viên ngành Cơ điện tử là rất cao, với hơn 100 trường trên thế giới cung cấp khóa học Cơ điện tử và Robot, nhất là tại các nước tiên tiến như Mỹ, Canada, Anh, Đức, Nhật bản, Úc, Singapore…Đặc biệt, sinh viên tốt nghiệp Cơ điện tử có cơ hội cao làm việc tại nước ngoài tại các nước như Nhật Bản, Hàn Quốc.

Ngược lại với những thuận lợi kể trên, khó khăn lớn nhất đối với ngành Cơ điện tử là ngành này quá rộng. Bản thân lĩnh vực cơ khí, điện tử hay công nghệ thông tin đều là những lĩnh vực rộng lớn, trong khi đó, ngành Cơ điện tử phải nắm vững những kiến thức cơ bản của cả ba lĩnh vực và kiến thức chuyên sâu để kết hợp ba lĩnh vực này với nhau. Do vậy, ngoài việc nắm vững kiến thức, kĩ năng theo chiều “rộng”, sinh viên cần tự tìm ra thế mạnh của mình để đào sâu, nghiên cứu như PLC hay hệ thống thuỷ lực, vi cơ điện tử hay Cơ điện tử trong y tế, trong nông nghiệp hay cơ điện tử trong công nghiệp ô tô, sản xuất điện…

4. Cơ điện tử học những gì

Các môn học tiêu biểu: Vẽ kỹ thuật; Cơ kỹ thuật; Nhiệt động lực học; Nguyên lý máy; Dung sai và đo lường; Chi tiết máy, Robot công nghiệp; Điều khiển chuyển động; Vi xử lý- Vi điều khiển; Lập trình trong kỹ thuật; IoT(vạn vật kết nối); Lập trình nhúng; Trí tuệ nhân tạo; Kỹ thuật vi điều khiển; Cơ cấu cấp hành; Cảm biến và xử lý tín hiệu; Mô phỏng số và điều khiển các hệ động lực; Công nghệ chế tạo cơ khí; Kỹ thuật Robot, PLC và ứng dụng; CAD/CAM và CNC; Hệ thống cơ điện tử.